Gràcies per visitar Nature.com. La versió del navegador que utilitzeu té un suport CSS limitat. Per obtenir la millor experiència, us recomanem que utilitzeu un navegador actualitzat (o desactiveu el mode de compatibilitat a Internet Explorer). Mentrestant, per assegurar el suport continuat, rendirem el lloc sense estils i JavaScript.
La majoria dels estudis metabòlics en ratolins es realitzen a temperatura ambient, tot i que en aquestes condicions, a diferència dels humans, els ratolins gasten molta energia mantenint la temperatura interna. A continuació, es descriuen el pes normal i l’obesitat induïda per la dieta (DIO) en ratolins C57BL/6J alimentats amb chow o una dieta en greixos al 45%, respectivament. Els ratolins es van col·locar durant 33 dies a 22, 25, 27,5 i 30 ° C en un sistema de calorimetria indirecta. Mostrem que la despesa energètica augmenta linealment de 30 ° C a 22 ° C i és aproximadament un 30% més gran a 22 ° C en els dos models de ratolí. En ratolins de pes normal, la ingesta d’aliments va contrarestar EE. Per contra, els ratolins DIO no van disminuir la ingesta d'aliments quan va disminuir EE. Així, al final de l’estudi, els ratolins a 30 ° C tenien un pes corporal més elevat, massa de greix i glicerol plasmàtic i triglicèrids que els ratolins a 22 ° C. El desequilibri dels ratolins DIO pot ser degut a un augment de la dieta basada en el plaer.
El ratolí és el model animal més utilitzat per a l'estudi de la fisiologia i la fisiopatologia humana, i és sovint l'animal predeterminat utilitzat en les primeres etapes del descobriment i desenvolupament de fàrmacs. Tot i això, els ratolins es diferencien dels humans de diverses maneres fisiològiques importants i, mentre que l’escala al·lomètrica es pot utilitzar fins a cert punt per traduir -se en humans, les enormes diferències entre ratolins i humans es troben en la termoregulació i l’homeòstasi energètica. Això demostra una incoherència fonamental. La massa corporal mitjana de ratolins adults és almenys mil vegades menys que la dels adults (50 g vs. 50 kg), i la proporció de superfície / massa difereix aproximadament 400 vegades a causa de la transformació geomètrica no lineal descrita per MEE . Equació 2. Com a resultat, els ratolins perden significativament més calor respecte al seu volum, de manera que són més sensibles a la temperatura, més propensos a la hipotèrmia i tenen una taxa metabòlica basal mitjana deu vegades superior a la dels humans. A temperatura ambient estàndard (~ 22 ° C), els ratolins han d’augmentar la seva despesa energètica total (EE) en un 30% al voltant d’un 30% per mantenir la temperatura corporal del nucli. A temperatures més baixes, EE augmenta encara més un 50% i un 100% a 15 i 7 ° C en comparació amb EE a 22 ° C. Així, les condicions estàndard d’habitatge indueixen una resposta a l’estrès en fred, que podria comprometre la transferibilitat dels resultats del ratolí als humans, ja que els humans que viuen a les societats modernes passen la major part del seu temps en condicions termoneutrals La temperatura, ja que creem una zona termoneutral (TNZ) al nostre voltant. De fet, només entre 2 i 4 ° C7,8, aquest aspecte important ha rebut una atenció considerable en els darrers anys4, 7,8,9,10,11,12 i s'ha suggerit que es poden mitigar algunes "diferències d'espècies" augmentant Temperatura de la closca 9. Tanmateix, no hi ha consens en el rang de temperatura que constitueix la termoneutralitat en els ratolins. Així, si la temperatura crítica més baixa del rang termoneutral en ratolins d’un sol genoll s’aproxima a 25 ° C o més a prop de 30 ° C4, 7, 8, 10, 12 continua sent controvertit. EE i altres paràmetres metabòlics s’han limitat a hores a dies, de manera que l’exposició prolongada a diferents temperatures pot afectar paràmetres metabòlics com el pes corporal no està clar. El consum, l’ús del substrat, la tolerància a la glucosa i les concentracions plasmàtiques de lípids i glucosa i hormones reguladores de la gana. A més, es necessita més investigacions per determinar fins a quin punt la dieta pot influir en aquests paràmetres (els ratolins DIO en una dieta rica en greixos poden estar més orientades a una dieta basada en el plaer (hedonic)). Per proporcionar més informació sobre aquest tema, es va examinar l'efecte de la temperatura de cria dels paràmetres metabòlics esmentats en ratolins masculins adults amb pes normal i ratolins obesos induïts per la dieta (DIO) masculins amb una dieta al 45% elevada en greixos. Els ratolins es van mantenir a 22, 25, 27,5 o 30 ° C durant almenys tres setmanes. Les temperatures inferiors a 22 ° C no s’han estudiat perquè l’allotjament dels animals estàndard rarament està per sota de la temperatura ambient. Vam trobar que els ratolins DIO de pes normal i d’un sol cercle responien de manera similar als canvis en la temperatura del recinte en termes d’EE i independentment de la condició de recinte (amb o sense material de nidificació). Tanmateix, mentre que els ratolins de pes normal van ajustar la ingesta d’aliments segons EE, la ingesta d’aliments de ratolins DIO era en gran mesura independent de EE, donant lloc a que els ratolins guanyessin més pes. Segons les dades del pes corporal, les concentracions plasmàtiques de lípids i cossos de cetona van demostrar que els ratolins DIO a 30 ° C tenien un equilibri energètic més positiu que els ratolins a 22 ° C. Les raons subjacents de les diferències en l'equilibri de la ingesta d'energia i EE entre el pes normal i els ratolins DIO requereixen un estudi addicional, però poden estar relacionats amb els canvis fisiopatològics en els ratolins DIO i l'efecte de la dieta basada en el plaer com a resultat d'una dieta obesa.
EE va augmentar linealment de 30 a 22 ° C i va ser aproximadament un 30% superior a 22 ° C en comparació amb 30 ° C (Fig. 1A, B). El tipus de canvi respiratori (RER) era independent de la temperatura (Fig. 1C, D). La ingesta d’aliments va ser coherent amb la dinàmica d’EE i va augmentar amb la temperatura disminuint (també un 30% superior a 22 ° C en comparació amb 30 ° C (Fig. 1E, F). La ingesta d’aigua. El volum i el nivell d’activitat no depenien de la temperatura (Fig. 1g).
Els ratolins masculins (C57BL/6J, 20 setmanes, habitatge individual, n = 7) es van allotjar en gàbies metabòliques a 22 ° C durant una setmana abans de l’inici de l’estudi. Dos dies després de la recollida de dades de fons, la temperatura es va augmentar en increments de 2 ° C a les 06:00 hores al dia (començament de la fase de llum). Les dades es presenten com a mitjana ± error estàndard de la mitjana i la fase fosca (18: 00-06: 00 h) està representada per una caixa grisa. Una despesa energètica (KCAL/H), B despesa energètica total a diverses temperatures (kcal/24 h), tipus de canvi respiratori C (VCO2/VO2: 0,7–1,0), D Mitjana RER en la fase lleugera i fosca (VCO2/VO2) (el valor zero es defineix com a 0,7). La ingesta acumulada d’aliments (G), F 24H, ingesta total d’aliments, G 24H Ingesta d’aigua total (ml), H 24H Ingesta d’aigua total, nivell d’activitat acumulada (M) i J Nivell d’activitat total (m/24h). )). Els ratolins es van mantenir a la temperatura indicada durant 48 hores. Les dades que es mostren durant 24, 26, 28 i 30 ° C es refereixen a les darreres 24 hores de cada cicle. Els ratolins van romandre alimentats durant tot l’estudi. La importància estadística es va provar mitjançant mesures repetides de l’ANOVA unidireccional seguida de la prova de comparació múltiple de Tukey. Els asteriscs indiquen una importància per al valor inicial de 22 ° C, l’ombra indica la importància entre altres grups tal com s’indica. *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.Els valors mitjans es van calcular durant tot el període experimental (0-192 hores). n = 7.
Com en el cas dels ratolins de pes normal, EE va augmentar linealment amb la temperatura decreixent i, en aquest cas, EE també va ser aproximadament un 30% superior a 22 ° C en comparació amb 30 ° C (Fig. 2A, B). El RER no va canviar a diferents temperatures (Fig. 2C, D). En contrast amb els ratolins de pes normal, la ingesta d'aliments no era coherent amb EE en funció de la temperatura ambient. La ingesta d’aliments, la ingesta d’aigua i el nivell d’activitat eren independents de la temperatura (Figs. 2E - J).
Els ratolins DIO masculins (C57BL/6J, 20 setmanes) es van allotjar individualment en gàbies metabòliques a 22 ° C durant una setmana abans de l’inici de l’estudi. Els ratolins poden utilitzar un 45% de HFD ad libitum. Després de l’aclimatació durant dos dies, es van recollir dades de referència. Posteriorment, la temperatura es va augmentar en increments de 2 ° C cada dos dies a les 06:00 (començament de la fase de llum). Les dades es presenten com a mitjana ± error estàndard de la mitjana i la fase fosca (18: 00-06: 00 h) està representada per una caixa grisa. Una despesa energètica (KCAL/H), B despesa energètica total a diverses temperatures (kcal/24 h), tipus de canvi respiratori C (VCO2/VO2: 0,7–1,0), D Mitjana RER en la fase lleugera i fosca (VCO2/VO2) (el valor zero es defineix com a 0,7). La ingesta acumulada d’aliments (G), F 24H, ingesta total d’aliments, G 24H Ingesta d’aigua total (ml), H 24H Ingesta d’aigua total, nivell d’activitat acumulada (M) i J Nivell d’activitat total (m/24h). )). Els ratolins es van mantenir a la temperatura indicada durant 48 hores. Les dades que es mostren durant 24, 26, 28 i 30 ° C es refereixen a les darreres 24 hores de cada cicle. Els ratolins es van mantenir al 45% de HFD fins al final de l'estudi. La importància estadística es va provar mitjançant mesures repetides de l’ANOVA unidireccional seguida de la prova de comparació múltiple de Tukey. Els asteriscs indiquen una importància per al valor inicial de 22 ° C, l’ombra indica la importància entre altres grups tal com s’indica. *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.Els valors mitjans es van calcular durant tot el període experimental (0-192 hores). n = 7.
En una altra sèrie d’experiments, es va examinar l’efecte de la temperatura ambient sobre els mateixos paràmetres, però aquest temps entre grups de ratolins que es van mantenir constantment a una determinada temperatura. Els ratolins es van dividir en quatre grups per minimitzar els canvis estadístics en la mitjana i la desviació estàndard del pes corporal, el greix i el pes corporal normal (Fig. 3A - C). Després de 7 dies d’aclimatació, es van registrar 4,5 dies d’EE. EE es veu afectada significativament per la temperatura ambient tant durant les hores del dia com a la nit (Fig. 3D), i augmenta linealment a mesura que la temperatura disminueix de 27,5 ° C a 22 ° C (Fig. 3E). En comparació amb altres grups, el RER del grup de 25 ° C es va reduir una mica i no hi va haver diferències entre els grups restants (Fig. 3F, G). La ingesta d’aliments paral·lelament al patró EE va augmentar aproximadament un 30% a 22 ° C en comparació amb 30 ° C (Fig. 3H, I). El consum d’aigua i els nivells d’activitat no difereixen significativament entre grups (Fig. 3J, K). L’exposició a diferents temperatures de fins a 33 dies no va provocar diferències en el pes corporal, la massa magra i la massa de greix entre els grups (Fig. 3N-S), però va donar lloc a una disminució de la massa corporal magra d’aproximadament un 15% en comparació amb Puntuacions autorealitzades (Fig. 3N-S). 3B, R, C)) i la massa de greixos van augmentar més de 2 vegades (de ~ 1 g a 2-3 g, Fig. 3C, T, C). Malauradament, l’armari de 30 ° C té errors de calibració i no pot proporcionar dades precises d’EE i RER.
- Pes corporal (A), massa magra (B) i massa de greix (C) després de 8 dies (un dia abans de la transferència al sistema sable). D Consum d’energia (Kcal/H). E Consum energètic mitjà (0-108 hores) a diverses temperatures (kcal/24 hores). F proporció d’intercanvi respiratori (RER) (VCO2/VO2). G Mitjana RER (VCO2/VO2). h Total ingesta d’aliments (G). Vull dir la ingesta d’aliments (G/24 hores). J Total del consum d’aigua (ML). K Consum mitjà d’aigua (ml/24 h). l Nivell d’activitat acumulada (M). m Nivell mitjà d’activitat (m/24 h). n Pes corporal el dia 18, o Canvi de pes corporal (de -8 a 18è dia), P Massa Lean el dia 18, q Canvi de massa magra (de -8 al 18è dia), R Massa gras el dia 18 , i canvi de massa greix (de -8 a 18 dies). OneWay-Anova va provar la importància estadística de les mesures repetides seguida de la prova de comparació múltiple de Tukey. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** P <0,01, *** P <0,001, **** P <0.0001. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05 ， ** P <0,01 ， *** P <0,001 ， **** P <0,0001。 *P <0,05 ， ** P <0,01 ， *** P <0,001 ， **** P <0,0001。 *P <0,05, ** P <0,01, *** P <0,001, **** P <0.0001. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001.Les dades es presenten com a mitjana + error estàndard de la mitjana, la fase fosca (18: 00-06: 00 h) està representada per caixes grises. Els punts dels histogrames representen ratolins individuals. Els valors mitjans es van calcular durant tot el període experimental (0-108 hores). n = 7.
Els ratolins es van combinar amb pes corporal, massa magra i massa de greix a la línia base (Figs. 4A - C) i es van mantenir a 22, 25, 27,5 i 30 ° C com en estudis amb ratolins de pes normal. . En comparar grups de ratolins, la relació entre EE i temperatura va mostrar una relació lineal similar amb la temperatura amb el pas del temps en els mateixos ratolins. Així, els ratolins mantinguts a 22 ° C van consumir aproximadament un 30% més energia que els ratolins mantinguts a 30 ° C (Fig. 4D, E). Quan estudiava efectes en animals, la temperatura no sempre va afectar RER (Fig. 4F, G). La ingesta d’aliments, la ingesta d’aigua i l’activitat no es van veure afectades significativament per la temperatura (Figs. 4H - M). Després de 33 dies de cria, els ratolins a 30 ° C tenien un pes corporal significativament més gran que els ratolins a 22 ° C (Fig. 4N). En comparació amb els seus punts de base respectius, els ratolins criats a 30 ° C tenien pesos corporals significativament més elevats que els ratolins criats a 22 ° C (mitjana ± error estàndard de la mitjana: Fig. 4O). L’augment de pes relativament més elevat es va deure a un augment de la massa de greix (Fig. 4p, Q) en lloc d’un augment de la massa magra (Fig. 4r, S). D’acord amb el valor EE inferior a 30 ° C, l’expressió de diversos gens BAT que augmenten la funció/activitat de BAT es va reduir a 30 ° C en comparació amb 22 ° C: ADRA1A, ADRB3 i PRDM16. No es van veure afectats altres gens clau que també augmenten la funció/activitat de BAT: SEMA3A (Reglament de creixement de la neurit), TFAM (biogènesi mitocondrial), ADRB1, ADRA2A, PCK1 (gluconeogènesi) i CPT1A. Sorprenentment, UCP1 i VEGF-A, associats a un augment de l’activitat termogènica, no va disminuir en el grup de 30 ° C. De fet, els nivells d’UCP1 en tres ratolins eren superiors als del grup 22 ° C, i VEGF-A i ADRB2 van ser elevats significativament. En comparació amb el grup 22 ° C, els ratolins mantinguts a 25 ° C i 27,5 ° C no van mostrar cap canvi (figura suplementària 1).
- Pes corporal (A), massa magra (B) i massa de greix (C) després de 9 dies (un dia abans de la transferència al sistema sable). D Consum d’energia (EE, Kcal/H). E Consum energètic mitjà (0–96 hores) a diverses temperatures (Kcal/24 hores). F proporció d’intercanvi respiratori (RER, VCO2/VO2). G Mitjana RER (VCO2/VO2). h Total ingesta d’aliments (G). Vull dir la ingesta d’aliments (G/24 hores). J Total del consum d’aigua (ML). K Consum mitjà d’aigua (ml/24 h). l Nivell d’activitat acumulada (M). m Nivell mitjà d’activitat (m/24 h). n Pes corporal al dia 23 (g), o Canvi en el pes corporal, la massa magra, q Canvi de la massa magra (g) al dia 23 en comparació amb el dia 9, canvi de massa de greix (g) a 23 -dia, greix Massa (G) En comparació amb el dia 8, el dia 23 en comparació amb el -8è dia. OneWay-Anova va provar la importància estadística de les mesures repetides seguida de la prova de comparació múltiple de Tukey. *P <0,05, *** P <0,001, **** P <0,0001. *P <0,05, *** P <0,001, **** P <0,0001. *Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0.0001. *P <0,05, *** P <0,001, **** P <0,0001. *P <0,05 ， *** P <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05 ， *** P <0,001 ， **** p <0,0001。 *Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0.0001. *P <0,05, *** P <0,001, **** P <0,0001.Les dades es presenten com a mitjana + error estàndard de la mitjana, la fase fosca (18: 00-06: 00 h) està representada per caixes grises. Els punts dels histogrames representen ratolins individuals. Els valors mitjans es van calcular durant tot el període experimental (0-96 hores). n = 7.
Igual que els humans, els ratolins solen crear microambients per reduir la pèrdua de calor al medi ambient. Per quantificar la importància d’aquest entorn per a EE, es va avaluar EE a 22, 25, 27,5 i 30 ° C, amb o sense guàrdies de cuir i material de nidificació. A 22 ° C, l’addició de pells estàndard redueix EE en un 4%. L’addició posterior de material de nidificació va reduir l’EE en un 3-4% (Fig. 5A, B). No es van observar canvis significatius en el RER, la ingesta d’aliments, la ingesta d’aigua o els nivells d’activitat amb l’addició de cases o pells + roba de llit (figura 5i - p). L’addició de pell i material de nidificació també va reduir significativament EE a 25 i 30 ° C, però les respostes van ser quantitativament menors. A 27,5 ° C no es va observar cap diferència. Sobretot, en aquests experiments, EE va disminuir amb la temperatura creixent, en aquest cas al voltant d’un 57% inferior a EE a 30 ° C en comparació amb 22 ° C (Fig. 5C - H). La mateixa anàlisi es va realitzar només per a la fase de llum, on la EE es va apropar a la taxa metabòlica basal, ja que en aquest cas els ratolins van descansar majoritàriament a la pell, donant lloc a mides d'efectes comparables a diferents temperatures (Fig. 2A suplementari)) .
Dades de ratolins de refugi i material de nidificació (blau fosc), casa però sense material de nidificació (blau clar) i material de casa i niu (taronja). Consum d’energia (EE, Kcal/H) per a les habitacions A, C, E i G a 22, 25, 27,5 i 30 ° C, B, D, F i H significa EE (Kcal/H). Dades IP per a ratolins allotjats a 22 ° C: I Velocitat respiratòria (RER, VCO2/VO2), J Mitjana RER (VCO2/VO2), K CUMULATIVA INTACCIÓ ALIMENTACIÓ (G), L Ingesta mitjana d'aliments (G/24 H), M) La ingesta total d’aigua (ml), n mitjana d’entrada d’aigua AUC (ml/24h), o activitat total (m), nivell mitjà d’activitat (m/24h). Les dades es presenten com a mitjana + error estàndard de la mitjana, la fase fosca (18: 00-06: 00 h) està representada per caixes grises. Els punts dels histogrames representen ratolins individuals. OneWay-Anova va provar la importància estadística de les mesures repetides seguida de la prova de comparació múltiple de Tukey. *P <0,05, ** P <0,01. *P <0,05, ** P <0,01. *Р <0,05, ** р <0,01. *P <0,05, ** P <0,01. *P <0,05 ， ** P <0,01。 *P <0,05 ， ** P <0,01。 *Р <0,05, ** р <0,01. *P <0,05, ** P <0,01.Els valors mitjans es van calcular durant tot el període experimental (0-72 hores). n = 7.
En els ratolins de pes normal (2-3 hores de dejuni), la cria a diferents temperatures no va donar lloc a diferències significatives en les concentracions plasmàtiques de TG, 3-HB, colesterol, ALT i AST, sinó HDL en funció de la temperatura. Figura 6a-e). Les concentracions plasmàtiques de dejuni de leptina, insulina, pèptid C i glucagó tampoc difereixen entre grups (figures 6G-J). El dia de la prova de tolerància a la glucosa (després de 31 dies a diferents temperatures), el nivell de glucosa en sang inicial (5-6 hores de dejuni) va ser d'aproximadament 6,5 mm, sense diferència entre els grups. L’administració de glucosa oral va augmentar significativament les concentracions de glucosa en sang en tots els grups, però tant la concentració màxima com l’àrea incremental sota les corbes (IAUCs) (15–120 min) van ser menors en el grup de ratolins allotjats a 30 ° C (Punts de temps individuals: P: P: P: P: P: P: P: P: P: P: P: P: P <0,05 - P <0,0001, Fig. 6K, L) en comparació amb els ratolins allotjats a 22, 25 i 27,5 ° C (que no difereixen entre ells). L’administració de glucosa oral va augmentar significativament les concentracions de glucosa en sang en tots els grups, però tant la concentració màxima com l’àrea incremental sota les corbes (IAUCs) (15–120 min) van ser menors en el grup de ratolins allotjats a 30 ° C (Punts de temps individuals: P: P: P: P: P: P: P: P: P: P: P: P: P <0,05 - P <0,0001, Fig. 6K, L) en comparació amb els ratolins allotjats a 22, 25 i 27,5 ° C (que no difereixen entre ells). Пероральное еедение глюкозы значительно поышало концентрацию глюкозы к к к к в сх с с сх сх сс сс с с с с п п п па па концентрация, так и площадь приращения под криыы (iauc) (15–120 мин) ыли ниже в г рglaS (отдельные временные точки: p <0,05 - p <0.0001, рис. 6k, l) п с сравнению с с с с с с с с с 27,5 ° C ( различались между собой). L’administració oral de glucosa va augmentar significativament les concentracions de glucosa en sang en tots els grups, però tant la concentració màxima com l’àrea incremental sota les corbes (IAUC) (15–120 min) van ser inferiors al grup de ratolins de 30 ° C (punts de temps separats: P <0,05– P <0,0001, Fig. 6K, L) en comparació amb els ratolins mantinguts a 22, 25 i 27,5 ° C (que no difereixen els uns dels altres).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 ， 图 6K ， L èxit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 和 曲线 下 增加 面积 面积 (iauc) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 个 点 点 点 点点 点 ： p <0,05 - p < 0,0001 ， 图 6K ， L） 与饲养在 22、25 和 27,5 ° C 的小鼠 （彼此之间没有差异） 相比。L’administració oral de glucosa va augmentar significativament les concentracions de glucosa en sang en tots els grups, però tant la concentració màxima com l’àrea sota la corba (IAUC) (15–120 min) van ser inferiors al grup de ratolins alimentats amb 30 ° C (tots els punts de temps).: P <0,05 - P <0.0001, рис. : P <0,05 - p <0,0001, fig.6L, L) en comparació amb els ratolins conservats a 22, 25 i 27,5 ° C (sense diferència els uns dels altres).
Les concentracions plasmàtiques de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glicerol, leptina, insulina, pèptid C i glucagó es mostren en ratolins DIO (AL) adults després de 33 dies d’alimentació a la temperatura indicada . Els ratolins no es van alimentar 2-3 hores abans del mostreig de sang. L’excepció va ser una prova de tolerància a la glucosa oral, que es va realitzar dos dies abans de la finalització de l’estudi sobre els ratolins dejuni durant 5-6 hores i es va mantenir a la temperatura adequada durant 31 dies. Els ratolins van ser desafiats amb 2 g/kg de pes corporal. L’àrea sota les dades de la corba (L) s’expressa com a dades incrementals (IAUC). Les dades es presenten com a mitjana ± SEM. Els punts representen mostres individuals. *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.
En els ratolins DIO (també dejuni durant 2-3 hores), les concentracions de colesterol plasmàtic, HDL, ALT, AST i FFA no difereixen entre grups. Tant la TG com el glicerol es van elevar significativament en el grup de 30 ° C en comparació amb el grup 22 ° C (figures 7A - H). En canvi, el 3-GB va ser aproximadament un 25% inferior a 30 ° C en comparació amb 22 ° C (Figura 7B). Així, tot i que els ratolins mantinguts a 22 ° C tenien un equilibri energètic positiu global, tal com suggereix l’augment de pes, les diferències en les concentracions plasmàtiques de TG, glicerol i 3 HB suggereixen que els ratolins a 22 ° C quan el mostreig era inferior a 22 ° C. ° C. Els ratolins criats a 30 ° C eren en un estat relativament més negatiu. D’acord amb això, les concentracions hepàtiques de glicerol i TG extractables, però no el glicogen i el colesterol, van ser més elevades en el grup de 30 ° C (Fig. 3A-D suplementària). Per investigar si les diferències de la lipòlisi depenents de la temperatura (mesurades per TG plasmà Vivo. i alliberament de glicerol. En tots els grups experimentals, les mostres de teixit adipós procedents de dipòsits epididimals i inguinals van mostrar almenys un augment de la producció de glicerol i FFA en resposta a l'estimulació d'isoproterenol (Fig. 4A suplementari). No obstant això, no es va trobar cap efecte de la temperatura de la closca sobre la lipòlisi basal o isoproterenol. Consistent amb el pes corporal més elevat i la massa de greix, els nivells de leptina plasmàtic van ser significativament més elevats en el grup de 30 ° C que en el grup de 22 ° C (figura 7i). Per contra, els nivells plasmàtics d’insulina i pèptid c no difereixen entre els grups de temperatura (Fig. 7K, K), però el glucagó plasmàtic va mostrar una dependència de la temperatura, però en aquest cas gairebé 22 ° C en el grup oposat va ser dues vegades comparat a 30 ° C. De. Grup C (Fig. 7L). FGF21 no difereix entre diferents grups de temperatura (Fig. 7M). El dia de l'OGTT, la glucosa de sang inicial era d'aproximadament 10 mm i no difereix entre els ratolins allotjats a diferents temperatures (Fig. 7N). L’administració oral de glucosa va augmentar els nivells de glucosa en sang i va assolir el pic en tots els grups a una concentració d’uns 18 mm 15 minuts després de la dosificació. No hi va haver diferències significatives en la IAUC (15-120 min) i les concentracions en diferents punts posteriors a la dosi (15, 30, 60, 90 i 120 min) (figura 7n, O).
Les concentracions plasmàtiques de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glicerol, leptina, insulina, pèptid C, glucagó i FGF21 es van mostrar en ratolins DIO (AO) adults després de 33 dies d’alimentació. temperatura especificada. Els ratolins no es van alimentar 2-3 hores abans del mostreig de sang. La prova de tolerància a la glucosa oral va ser una excepció, ja que es va realitzar a una dosi de 2 g/kg de pes corporal dos dies abans de la finalització de l’estudi en ratolins que es van dejunar durant 5-6 hores i es van mantenir a la temperatura adequada durant 31 dies. L’àrea sota les dades de la corba (O) es mostra com a dades incrementals (IAUC). Les dades es presenten com a mitjana ± SEM. Els punts representen mostres individuals. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05, ** P <0,01, ** P <0,001, **** p <0.0001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7. *P <0,05 ， ** P <0,01 ， ** P <0,001 ， **** p <0,0001 ， n = 7。 *P <0,05 ， ** P <0,01 ， ** P <0,001 ， **** p <0,0001 ， n = 7。 *P <0,05, ** P <0,01, ** P <0,001, **** p <0.0001, n = 7. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001, n = 7.
La transferibilitat de les dades de rosegadors als humans és un tema complex que té un paper central en la interpretació de la importància de les observacions en el context de la investigació fisiològica i farmacològica. Per raons econòmiques i per facilitar la investigació, els ratolins sovint es mantenen a temperatura ambient per sota de la seva zona termoneutral, donant lloc a l’activació de diversos sistemes fisiològics compensatoris que augmenten la taxa metabòlica i la possibilitat de deteriorar la traduïbilitat9. Així, l’exposició de ratolins al fred pot fer que els ratolins siguin resistents a l’obesitat induïda per la dieta i pot evitar la hiperglucèmia en rates tractades amb estreptozotocina a causa d’un augment del transport de glucosa no dependent. Tanmateix, no està clar fins a quin punt l’exposició prolongada a diverses temperatures rellevants (des de l’habitació fins a la termoneutral) afecta la diferent homeòstasi de ratolins de pes normal (en aliments) i ratolins DIO (en HFD) i paràmetres metabòlics, així com l’extensió, així com l’extensió i l’extensió, així com l’extensió. al qual van poder equilibrar un augment de la EE amb un augment de la ingesta d'aliments. L’estudi presentat en aquest article té com a objectiu aportar certa claredat a aquest tema.
Mostrem que en els ratolins adults de pes normal i els ratolins DIO masculins, EE està inversament relacionat amb la temperatura ambient entre 22 i 30 ° C. Així, EE a 22 ° C va ser aproximadament un 30% superior al 30 ° C. En els dos models de ratolí. Tanmateix, una diferència important entre els ratolins de pes normal i els ratolins DIO és que, mentre que els ratolins de pes normal coincideixen amb EE a temperatures més baixes ajustant la ingesta d’aliments en conseqüència, la ingesta d’aliments de ratolins DIO variava a diferents nivells. Les temperatures de l'estudi eren similars. Al cap d’un mes, els ratolins DIO mantinguts a 30 ° C van guanyar més pes corporal i massa de greix que els ratolins mantinguts a 22 ° C, mentre que els humans normals es mantenien a la mateixa temperatura i durant el mateix període de temps no van provocar febre. Diferència dependent del pes corporal. ratolins de pes. En comparació amb les temperatures properes a termoneutral o a temperatura ambient, el creixement a temperatura ambient va donar lloc a ratolins DIO o de pes normal amb una dieta rica en greixos, però no amb una dieta normal de ratolí de pes per guanyar relativament menys pes. cos. Recolzat per altres estudis17,18,19,20,21, però no per All22,23.
La capacitat de crear un microambient per reduir la pèrdua de calor és hipòtesi per canviar la neutralitat tèrmica a l’esquerra8, 12. En el nostre estudi, tant l’addició de material de nidificació com l’ocultació reduïen EE, però no va suposar una neutralitat tèrmica fins a 28 ° C. Així, les nostres dades no admeten que el punt baix de la termoneutralitat en ratolins adults d’un sol genoll, amb o sense cases enriquides ambientalment, hagi de ser de 26-28 ° C com es mostra 8,12, però sí que admet altres estudis que mostren la termoneutralitat. Temperatures de 30 ° C en ratolins de punt baix7, 10, 24. Per complicar les qüestions, s'ha demostrat que el punt termoneutral en ratolins no és estàtic durant el dia, ja que és inferior durant la fase de descans (llum), possiblement a causa de la calor inferior de calories La producció com a resultat de l’activitat i la termogènesi induïda per la dieta. Així, en fase de llum, el punt inferior de la neutralitat tèrmica resulta ser ~ 29 ° с, i en fase fosca, ~ 33 ° с25.
En última instància, la relació entre la temperatura ambient i el consum energètic total es determina mitjançant la dissipació de calor. En aquest context, la relació de superfície a volum és un determinant important de la sensibilitat tèrmica, que afecta tant la dissipació de calor (superfície) com la generació de calor (volum). A més de la superfície, la transferència de calor també es determina per l’aïllament (velocitat de transferència de calor). En els humans, la massa de greix pot reduir la pèrdua de calor creant una barrera aïllant al voltant de la closca del cos, i s’ha suggerit que la massa de greix també és important per a l’aïllament tèrmic en els ratolins, disminuint el punt termoneutral i reduint la sensibilitat a la temperatura per sota del punt neutre tèrmic ( Pendent de la corba). Temperatura ambient en comparació amb EE) 12. El nostre estudi no va ser dissenyat per avaluar directament aquesta relació putativa perquè les dades de composició corporal es van recollir 9 dies abans que es recollissin les dades de despesa energètica i perquè la massa de greix no va ser estable durant tot l’estudi. No obstant això, atès que el pes normal i els ratolins DIO tenen un 30% inferior a EE a 30 ° C que a 22 ° C malgrat almenys una diferència de 5 vegades en la massa de greix, les nostres dades no admeten que l'obesitat hagi de proporcionar aïllament bàsic. Factor, almenys no en el rang de temperatura investigat. Això està en línia amb altres estudis més ben dissenyats per explorar aquest 4,24. En aquests estudis, l'efecte aïllant de l'obesitat era petit, però es va trobar que la pell proporcionava un 30-50% del total de l'aïllament tèrmic4,24. No obstant això, en els ratolins morts, la conductivitat tèrmica va augmentar un 450% immediatament després de la mort, cosa que suggereix que l'efecte aïllant de la pell és necessari perquè els mecanismes fisiològics, inclosa la vasoconstricció, funcionin. A més de les diferències d’espècies en la pell entre ratolins i humans, el pobre efecte aïllant de l’obesitat en els ratolins també pot estar influenciat per les següents consideracions: el factor aïllant de la massa de greix humà està mediat principalment per la massa de greix subcutània (gruix) 26,27. Típicament en rosegadors inferiors al 20% del greix animal total28. A més, la massa total de greix pot ni tan sols és una mesura subòptima de l’aïllament tèrmic d’un individu, ja que s’ha argumentat que la millora de l’aïllament tèrmic es compensa amb l’augment inevitable de la superfície (i per tant augmenta la pèrdua de calor) a mesura que augmenta la massa de greix. .
En els ratolins de pes normal, les concentracions plasmàtiques de dejuni de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT i AST no van canviar a diverses temperatures durant gairebé 5 setmanes, probablement perquè els ratolins estaven en el mateix estat de balanç energètic. eren el mateix en pes i composició corporal que al final de l’estudi. Consistent amb la similitud en la massa de greix, tampoc no hi va haver diferències en els nivells de leptina plasmàtica ni en la insulina de dejuni, el pèptid C i el glucagó. Es van trobar més senyals en ratolins DIO. Tot i que els ratolins a 22 ° C tampoc tenien un equilibri energètic negatiu global en aquest estat (a mesura que augmentaven pes), al final de l'estudi eren relativament més deficients energètics en comparació amb els ratolins criats a 30 ° C, en condicions com ara Cetones altes. Producció pel cos (3-GB) i una disminució de la concentració de glicerol i TG al plasma. No obstant això, les diferències depenents de la temperatura en la lipòlisi no semblen ser el resultat de canvis intrínsecs en greixos epididimals o inguinals, com ara els canvis en l'expressió de la lipasa que respon a l'adipohormona, ja que la FFA i el glicerol alliberats de greixos extrets d'aquests dipòsits són entre la temperatura. Els grups són similars entre si. Tot i que no vam investigar el to simpàtic en l’estudi actual, d’altres han trobat que (basat en la freqüència cardíaca i la pressió arterial mitjana) està relacionada linealment amb la temperatura ambient en ratolins i és aproximadament inferior a 30 ° C que a 22 ° C 20% C Així, les diferències en el to simpàtic depenents de la temperatura poden tenir un paper en la lipòlisi en el nostre estudi, però com que un augment del to simpàtic s’estimula en lloc d’inhibir la lipòlisi, altres mecanismes poden contrarestar Aquesta disminució dels ratolins cultivats. Paper potencial en la ruptura del greix corporal. Temperatura ambient. A més, una part de l'efecte estimulant del to simpàtic sobre la lipòlisi està mediada indirectament per una forta inhibició de la secreció d'insulina, destacant l'efecte de la suplementació d'insulina en la lipòlisi30, però en el nostre estudi, la insulina de la insulina i el to simpàtic de pèptids C a diferents temperatures van ser van ser No és suficient per alterar la lipòlisi. En canvi, vam trobar que les diferències en l’estat d’energia eren molt probablement el principal contribuent a aquestes diferències en els ratolins DIO. Les raons subjacents que condueixen a una millor regulació de la ingesta d’aliments amb EE en ratolins de pes normal requereixen un estudi posterior. En general, però, la ingesta d’aliments està controlada per Cues homeostàtiques i hedoniques31,32,33. Tot i que hi ha debats sobre quins dels dos senyals és quantitativament més important, 31,32,33 és ben sabut que el consum a llarg termini d’aliments rics en greixos condueix a un comportament alimentari basat en el plaer que fins a cert punt no té relació Homeòstasi. . - Ingesta regulada d’aliments34,35,36. Per tant, l’augment del comportament d’alimentació hedònica dels ratolins DIO tractats amb 45% de HFD pot ser una de les raons per les quals aquests ratolins no van equilibrar la ingesta d’aliments amb EE. Curiosament, també es van observar diferències en les hormones reguladores de la glucosa i la sang en els ratolins DIO controlats per la temperatura, però no en els ratolins amb pes normal. En els ratolins DIO, els nivells de leptina plasmàtica van augmentar amb la temperatura i els nivells de glucagó van disminuir amb la temperatura. Fins a quin punt la temperatura pot influir directament en aquestes diferències mereix més estudis, però en el cas de la leptina, el equilibri energètic negatiu relatiu i, per tant, disminuir la massa de greix en els ratolins a 22 ° C Altament correlacionat37. Tanmateix, la interpretació del senyal del glucagó és més desconcertant. Igual que amb la insulina, la secreció del glucagó va ser fortament inhibida per un augment del to simpàtic, però es preveia que el to simpàtic més alt es trobava al grup de 22 ° C, que tenia les concentracions de glucagon plasmàtic més altes. La insulina és un altre fort regulador del glucagó plasmàtic, i la resistència a la insulina i la diabetis tipus 2 estan fortament associades a la hiperglucagonèmia de dejuni i postprandial 38,39. Tot i això, els ratolins DIO en el nostre estudi també van ser insensibles a la insulina, de manera que això tampoc podria ser el factor principal en l’augment de la senyalització del glucagó al grup de 22 ° C. El contingut en greixos hepàtics també s’associa positivament amb un augment de la concentració plasmàtica del glucagó, els mecanismes dels quals, al seu torn, poden incloure resistència al glucagon hepàtica, disminució de la producció d’urea, augment de les concentracions d’aminoàcids circulants i augment de la secreció de glucagó estimulada per aminoàcids40,41,, 42. No obstant això, atès que les concentracions extractables de glicerol i TG no difereixen entre els grups de temperatura del nostre estudi, això tampoc podria ser un factor potencial en l’augment de les concentracions plasmàtiques del grup de 22 ° C. La triiodotironina (T3) té un paper crític en la taxa metabòlica general i la iniciació de la defensa metabòlica contra la hipotèrmia43,44. Així, la concentració de T3 plasmàtica, possiblement controlada per mecanismes mediats centralment, 45,46 augmenten tant en ratolins com en humans en condicions menys que termoneutra47, tot i que l’augment dels humans és més petit, que està més predisposat als ratolins. Això és coherent amb la pèrdua de calor al medi ambient. No hem mesurat les concentracions de T3 plasmàtiques en l'estudi actual, però les concentracions poden haver estat més baixes en el grup de 30 ° C, cosa que pot explicar l'efecte d'aquest grup sobre els nivells de glucagon plasmàtic, com nosaltres (Figura actualitzada 5a) i d'altres ho han demostrat T3 augmenta el glucagó plasmàtic de manera dependent de la dosi. S'ha informat que les hormones de la tiroides indueixen l'expressió FGF21 al fetge. Igual que el glucagó, les concentracions de plasma FGF21 també van augmentar amb les concentracions de T3 plasmàtiques (Fig. 5B i ref. 48), però en comparació amb el glucagó, les concentracions de plasma FGF21 en el nostre estudi no es van veure afectades per la temperatura. Les raons subjacents d’aquesta discrepància requereixen més estudis, però la inducció FGF21 basada en T3 s’hauria de produir a nivells més alts d’exposició a T3 en comparació amb la resposta del glucagó basada en T3 observada (Fig. 5B suplementària).
S'ha demostrat que la HFD està fortament associada a la tolerància a la glucosa i a la resistència a la insulina (marcadors) deteriorades en ratolins criats a 22 ° C. No obstant això, la HFD no es va associar amb la tolerància a la glucosa o la resistència a la insulina deteriorades quan es cultiva en un entorn termoneutral (definit aquí com a 28 ° C) 19. En el nostre estudi, aquesta relació no es va replicar en ratolins DIO, però els ratolins de pes normal es van mantenir a 30 ° C van millorar significativament la tolerància a la glucosa. El motiu d’aquesta diferència requereix més estudis, però pot estar influenciat pel fet que els ratolins DIO en el nostre estudi eren resistents a la insulina, amb concentracions de pèptids de plasma C de dejuni i concentracions d’insulina 12-20 vegades superiors als ratolins de pes normal. i a la sang amb un estómac buit. Concentracions de glucosa d’uns 10 mM (uns 6 mM al pes corporal normal), que sembla deixar una petita finestra per a possibles efectes beneficiosos d’exposició a condicions termoneutra per millorar la tolerància a la glucosa. Un possible factor confús és que, per raons pràctiques, OGTT es realitza a temperatura ambient. Així, els ratolins allotjats a temperatures més altes van experimentar un xoc fred, que pot afectar l’absorció/liquidació de la glucosa. No obstant això, basant -se en concentracions similars de glucosa en sang en diferents grups de temperatures, és possible que els canvis en la temperatura ambient no hagin afectat significativament els resultats.
Com s'ha esmentat anteriorment, recentment s'ha destacat que l'augment de la temperatura ambient pot atenuar algunes reaccions a l'estrès en fred, cosa que pot posar en dubte la transferibilitat de les dades del ratolí als humans. Tanmateix, no està clar quina és la temperatura òptima per mantenir els ratolins per imitar la fisiologia humana. La resposta a aquesta pregunta també pot estar influenciada pel camp de l'estudi i l'estudi del punt final. Un exemple d’això és l’efecte de la dieta sobre l’acumulació de greixos hepàtics, la tolerància a la glucosa i la resistència a la insulina19. Pel que fa a la despesa energètica, alguns investigadors creuen que la termoneutralitat és la temperatura òptima per a la cria, ja que els humans requereixen poca energia addicional per mantenir la temperatura corporal del nucli i defineixen una sola temperatura de la volta per als ratolins adults com a 30 ° C7,10. Altres investigadors creuen que una temperatura comparable a la que els humans experimenten normalment amb ratolins adults en un genoll és de 23-25 ° C, ja que van trobar que la termoneutralitat era de 26-28 ° C i basada en que els humans estiguin inferiors a uns 3 ° C. La seva temperatura crítica més baixa, definida aquí com a 23 ° C, és lleugerament 8,12. El nostre estudi és coherent amb diversos estudis que afirmen que la neutralitat tèrmica no s’aconsegueix a 26-28 ° C4, 7, 10, 11, 24, 25, cosa que indica que 23-25 ° C és massa baix. Un altre factor important a tenir en compte sobre la temperatura ambient i la termoneutralitat en els ratolins és l’habitatge individual o grupal. Quan els ratolins es van allotjar en grups en lloc de individualment, com en el nostre estudi, es va reduir la sensibilitat a la temperatura, possiblement a causa de l’aglomeració dels animals. Tot i això, la temperatura ambient encara estava per sota del LTL de 25 quan es van utilitzar tres grups. Potser la diferència entre les espècies més important en aquest sentit és la importància quantitativa de l’activitat de BAT com a defensa contra la hipotèrmia. Així, mentre que els ratolins van compensar en gran mesura la seva pèrdua de calories més elevada augmentant l’activitat de BAT, que supera el 60% EE només a 5 ° C, 51,52 La contribució de l’activitat de BAT humà a EE va ser significativament més gran, molt menor. Per tant, la reducció de l’activitat de BAT pot ser una manera important d’augmentar la traducció humana. La regulació de l’activitat de BAT és complexa, però sovint està mediada pels efectes combinats de l’estimulació adrenèrgica, les hormones de la tiroides i l’expressió UCP114,54,55,56,57. Les nostres dades indiquen que la temperatura s’ha de pujar per sobre dels 27,5 ° C en comparació amb els ratolins a 22 ° C per tal de detectar diferències en l’expressió dels gens BAT responsables de la funció/activació. No obstant això, les diferències que es troben entre grups a 30 i 22 ° C no sempre van indicar un augment de l'activitat de BAT al grup de 22 ° C perquè UCP1, ADRB2 i VEGF-A es van reduir en el grup de 22 ° C. Queda per determinar la causa principal d’aquests resultats inesperats. Una possibilitat és que la seva expressió augmentada no reflecteixi un senyal de temperatura ambient elevada, sinó un efecte agut de traslladar-los de 30 ° C a 22 ° C el dia de la retirada (els ratolins van experimentar 5-10 minuts abans de l'enlairament) . )).
Una limitació general del nostre estudi és que només vam estudiar ratolins masculins. Altres investigacions suggereixen que el gènere pot ser una consideració important en les nostres indicacions primàries, ja que els ratolins femenins d’un sol genoll són més sensibles a la temperatura a causa d’una conductivitat tèrmica més elevada i mantenint les temperatures del nucli més controlades. A més, els ratolins femenins (en HFD) van mostrar una major associació de la ingesta d’energia amb EE a 30 ° C en comparació amb els ratolins masculins que consumien més ratolins del mateix sexe (20 ° C en aquest cas) 20. Així, en els ratolins femenins, l'efecte contingut subtheretral és més elevat, però té el mateix patró que en els ratolins masculins. En el nostre estudi, ens vam centrar en ratolins masculins d’un sol genoll, ja que es tracta de les condicions en què es realitzen la majoria dels estudis metabòlics que examinen EE. Una altra limitació del nostre estudi va ser que els ratolins van estar en la mateixa dieta durant tot l’estudi, cosa que va impedir estudiar la importància de la temperatura ambient per a la flexibilitat metabòlica (mesurada per canvis RER per a canvis dietètics en diverses composicions de macronutrients). En els ratolins femenins i masculins es mantenen a 20 ° C en comparació amb els ratolins corresponents mantinguts a 30 ° C.
En conclusió, el nostre estudi demostra que, com en altres estudis, els ratolins de pes normal de la volta 1 són termoneutra per sobre dels 27,5 ° C previstos. A més, el nostre estudi demostra que l’obesitat no és un factor aïllant important en els ratolins amb pes normal o DIO, donant lloc a proporcions de temperatura similar: EE en ratolins DIO i de pes normal. Si bé la ingesta d’aliments de ratolins de pes normal era coherent amb l’EE i, per tant, mantenia un pes corporal estable durant tot el rang de temperatures, la ingesta d’aliments de ratolins DIO va ser la mateixa a diferents temperatures, donant lloc a una proporció més elevada de ratolins a 30 ° C . A 22 ° C va guanyar més pes corporal. En general, els estudis sistemàtics que examinen la importància potencial de viure per sota de les temperatures termoneutrals es justifiquen a causa de la pobra tolerabilitat de la poca observació entre els estudis humans i el ratolí. Per exemple, en estudis d’obesitat, una explicació parcial per a la traductabilitat generalment més pobra pot ser deguda al fet que els estudis de pèrdua de pes murina es solen realitzar en animals estressats moderadament freds mantinguts a temperatura ambient a causa del seu augment de la EE. La pèrdua de pes exagerada en comparació amb el pes corporal previst d’una persona, en particular si el mecanisme d’acció depèn d’augmentar EE augmentant l’activitat de BAP, que és més activa i activada a temperatura ambient que a 30 ° C.
D’acord amb la llei experimental d’animals danesos (1987) i els Instituts Nacionals de Salut (publicació núm. 85-23) i la Convenció Europea per a la Protecció del Vertebrat utilitzat per a fins experimentals i altres finalitats científiques (Consell d’Europa núm. 123, Strasbourg , 1985).
Els ratolins C57BL/6J masculins de vint setmanes es van obtenir de Janvier Saint Berthevin Cedex, França, i se'ls va donar ad libitum chow (Altromin 1324) i aigua (~ 22 ° C) després d'una llum de 12:12 hores: cicle fosc. temperatura ambient. Els ratolins DIO masculins (20 setmanes) es van obtenir del mateix proveïdor i se'ls va donar accés ad libitum a una dieta en greixos al 45% (Cat. D12451, Research Diet Inc., NJ, EUA) i aigua en condicions de cria. Els ratolins es van adaptar al medi ambient una setmana abans de l’inici de l’estudi. Dos dies abans de transferir -se al sistema de calorimetria indirecta, els ratolins van ser pesats, sotmesos a exploració RMN (ecomritm, TX, EUA) i dividits en quatre grups corresponents al pes corporal, greix i pes corporal normal.
A la figura 8 es mostra un diagrama gràfic del disseny de l'estudi a un sistema de calorimetria indirecte tancat i controlat per la temperatura a Sable Systems Internationals (Nevada, EUA), que incloïa monitors de qualitat d'aliments i aigua Nivells d’activitat mitjançant la mesura de les ruptures del feix. Xyz. Els ratolins (n = 8) es van allotjar individualment a 22, 25, 27,5 o 30 ° C amb la roba de llit, però sense refugi i material de nidificació amb una llum de 12: 12 hores: cicle fosc (llum: 06: 00-18:00) . 2500ml/min. Els ratolins van ser aclimatats durant 7 dies abans del registre. Els enregistraments es van recollir quatre dies seguits. A partir d’aleshores, els ratolins es van mantenir a les temperatures respectives a 25, 27,5 i 30 ° C durant 12 dies addicionals, després dels quals es van afegir els concentrats cel·lulars tal com es descriu a continuació. Mentrestant, els grups de ratolins mantinguts a 22 ° C es van mantenir a aquesta temperatura durant dos dies més (per recopilar noves dades de base), i després la temperatura es va incrementar en passos de 2 ° C cada dos dies al començament de la fase lleugera (( 06:00) fins arribar als 30 ° C després, la temperatura es va reduir a 22 ° C i es van recollir dades durant dos dies més. Després de dos dies addicionals de gravació a 22 ° C, es van afegir pells a totes les cèl·lules a totes les temperatures i la recollida de dades va començar el segon dia (dia 17) i durant tres dies. Després d'això (dia 20), es va afegir material de nidificació (8-10 g) a totes les cèl·lules al començament del cicle de llum (06:00) i es van recollir dades durant tres dies més. Així, al final de l'estudi, els ratolins mantinguts a 22 ° C es van mantenir a aquesta temperatura durant 21/33 dies i a 22 ° C durant els darrers 8 dies, mentre que els ratolins a altres temperatures es van mantenir a aquesta temperatura durant 33 dies. /33 dies. Els ratolins es van alimentar durant el període d’estudi.
El pes normal i els ratolins DIO van seguir els mateixos procediments d’estudi. El dia -9, els ratolins es pesaven, es van escanejar la RM i es van dividir en grups comparables en el pes corporal i la composició corporal. El dia -7, els ratolins van ser transferits a un sistema de calorimetria indirecte controlat per temperatura tancada fabricat per Sable Systems International (Nevada, EUA). Els ratolins es van allotjar individualment amb la roba de llit, però sense nidificar ni refugi. La temperatura està fixa en 22, 25, 27,5 o 30 ° C. Després d’una setmana d’aclimatació (dies -7 a 0, els animals no es van molestar), es van recollir dades en quatre dies consecutius (dies 0-4, dades mostrades a les Figs. 1, 2, 5). A continuació, es van mantenir els ratolins a 25, 27,5 i 30 ° C en condicions constants fins al dia 17. Al mateix temps, la temperatura del grup de 22 ° C es va incrementar a intervals de 2 ° C cada dos dies ajustant el cicle de temperatura (06:00 h) al començament de l'exposició a la llum (les dades es mostren a la Fig. 1) . El dia 15, la temperatura va baixar a 22 ° C i es van recollir dos dies de dades per proporcionar dades de referència per a tractaments posteriors. Es van afegir pells a tots els ratolins el dia 17 i es va afegir material de nidificació el dia 20 (Fig. 5). El dia 23, els ratolins van ser pesats i sotmesos a la RMN, i després es van deixar sols durant 24 hores. El dia 24, els ratolins es van dejunar des del començament del fotoperíode (06:00) i van rebre OGTT (2 g/kg) a les 12:00 (6-7 hores de dejuni). A partir d’aleshores, els ratolins van ser retornats a les seves respectives condicions sable i es van eutanitzar el segon dia (dia 25).
Els ratolins DIO (n = 8) van seguir el mateix protocol que els ratolins de pes normal (tal com es descriu més amunt i a la figura 8). Els ratolins van mantenir el 45% de HFD durant l'experiment de despesa energètica.
VO2 i VCO2, així com la pressió de vapor d’aigua, es van registrar a una freqüència d’1 Hz amb una constant de temps cel·lular de 2,5 min. La ingesta d’aliments i aigua es va recollir mitjançant la gravació contínua (1 Hz) del pes dels aliments i les palles d’aigua. El monitor de qualitat utilitzat va reportar una resolució de 0,002 g. Els nivells d’activitat es van registrar mitjançant un monitor de matriu 3D XYZ Beam, les dades es van recollir a una resolució interna de 240 Hz i es van informar cada segon per quantificar la distància total recorreguda (m) amb una resolució espacial efectiva de 0,25 cm. Les dades es van processar amb intèrpret macro de sistemes Sable V.2.41, calculant EE i RER i filtrant outliers (per exemple, esdeveniments falsos de menjar). L’intèrpret macro està configurat per obtenir dades de tots els paràmetres cada cinc minuts.
A més de la regulació EE, la temperatura ambient també pot regular altres aspectes del metabolisme, inclòs el metabolisme de la glucosa postprandial, mitjançant la regulació de la secreció d’hormones metabolitzadores de glucosa. Per provar aquesta hipòtesi, finalment vam completar un estudi de temperatura corporal provocant ratolins de pes normal amb una càrrega de glucosa oral DIO (2 g/kg). Els mètodes es descriuen detalladament en materials addicionals.
Al final de l’estudi (dia 25), els ratolins es van dejunar durant 2-3 hores (a partir de les 06:00), anestesiats amb isoflurane i completament sagnats per venipuntura retroorbital. La quantificació de lípids plasmàtics i hormones i lípids al fetge es descriu en materials suplementaris.
Per investigar si la temperatura de la closca provoca canvis intrínsecs en el teixit adipós que afecta la lipòlisi, es va excisar el teixit adipós inguinal i epididimal directament dels ratolins després de la darrera etapa de sagnat. Els teixits es van processar mitjançant l’assaig de lipòlisi ex vivo recentment desenvolupat descrit en mètodes suplementaris.
El teixit adipós marró (BAT) es va recollir el dia del final de l'estudi i es va processar tal com es descriu als mètodes suplementaris.
Les dades es presenten com a mitjana ± SEM. Els gràfics es van crear a GraphPad Prism 9 (La Jolla, CA) i els gràfics es van editar a Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA). La importància estadística es va avaluar en el prisma de GraphPad i es va provar per test t aparellat, mesures repetides ANOVA unidireccional/bidireccional seguida de la prova de comparacions múltiples de Tukey, o ANOVA unidireccional no aparellada seguida de la prova de comparacions múltiples de Tukey segons sigui necessari. La distribució gaussiana de les dades va ser validada per la prova de la normalitat d'Agostino-Pearson abans de la prova. La mida de la mostra està indicada a la secció corresponent de la secció "Resultats", així com a la llegenda. La repetició es defineix com qualsevol mesura realitzada al mateix animal (in vivo o en una mostra de teixit). En termes de reproductibilitat de dades, es va demostrar una associació entre la despesa energètica i la temperatura del cas en quatre estudis independents mitjançant diferents ratolins amb un disseny d’estudi similar.
Els protocols experimentals detallats, els materials i les dades en brut estan disponibles a petició raonable de l’autor principal Rune E. Kuhre. Aquest estudi no va generar nous reactius únics, línies transgèniques d’animals/cèl·lules ni seqüenciació de dades.
Per obtenir més informació sobre el disseny de l’estudi, vegeu l’informe de recerca de la natura abstracta vinculada a aquest article.
Totes les dades formen un gràfic. 1-7 es van dipositar al dipòsit de bases de dades de ciències, número d’adhesió: 1253.11.sciencedb.02284 o https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284. Les dades mostrades a ESM es poden enviar a Rune E Kuhre després de proves raonables.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Animals de laboratori com a models subrogats de l'obesitat humana. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Animals de laboratori com a models subrogats de l'obesitat humana.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. i Tang-Christensen M. Animals de laboratori com a models substitutius d’obesitat humana. 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. Animals experimentals com a model substitut dels humans.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. i Tang-Christensen M. Els animals de laboratori com a models subrogats d’obesitat en humans.Farmacologia ACTA. Crim 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA Càlcul de la nova constant MIE i determinació experimental de la mida de la cremada. Burns 22, 607–611 (1996).
Gordon, SJ el sistema termoregulador del ratolí: les seves implicacions per a la transferència de dades biomèdiques als humans. Fisiologia. Comportament. 179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. i Nedergaard, J. No Efecte aïllant de l'obesitat. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. i Nedergaard, J. No Efecte aïllant de l'obesitat.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B. i Nedergaard J. No hi ha cap efecte aïllat de l'obesitat. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. i Nedergaard, J. 肥胖没有绝缘作用。 Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. i Nedergaard, J. Fischer, AW, Csikasz, Ri, von Essen, G., Cannon, B. i Nedergaard, J. ж ирение не иеет изолирющего ээффекта. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. i Nedergaard, J. Obesity no té cap efecte aïllant.Sí. J. Fisiologia. Endocrí. Metabolisme. 311, E202 - E213 (2016).
Lee, P. et al. El teixit adipós marró adaptat a la temperatura modula la sensibilitat a la insulina. Diabetes 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ et al. La temperatura crítica més baixa i la termogènesi induïda pel fred estaven inversament relacionades amb el pes corporal i la taxa metabòlica basal en individus magres i amb sobrepès. J. càlidament. Biologia. 69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. Temperatures òptimes de l’habitatge per als ratolins per imitar l’entorn tèrmic dels humans: un estudi experimental. Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. Temperatures òptimes de l’habitatge per als ratolins per imitar l’entorn tèrmic dels humans: un estudi experimental.Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. Temperatures òptimes de la casa per als ratolins per imitar l’entorn tèrmic humà: un estudi experimental. Fischer, AW, Cannon, B. i 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. i Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. i Nedergaard J. Temperatura òptima de l’habitatge per a ratolins que simulen l’entorn tèrmic humà: un estudi experimental.Moore. Metabolisme. 7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. i Speakman, Jr Quina és la millor temperatura de l’habitatge per traduir experiments de ratolí als humans? Keijer, J., Li, M. i Speakman, Jr Quina és la millor temperatura de l’habitatge per traduir experiments de ratolí als humans?Keyer J, Lee M i Speakman Jr Quina és la millor temperatura ambient per transferir experiments de ratolí als humans? Keijer, J., Li, M. i 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. i Speakman, JrKeyer J, Lee M i Speakman Jr Quina és la temperatura òptima de la closca per transferir experiments de ratolí als humans?Moore. Metabolisme. 25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ i MacDougald, ratolins OA com a models experimentals per a la fisiologia humana: quan es tracta de diversos graus en matèria a la temperatura de la carcassa. Seeley, RJ i MacDougald, ratolins OA com a models experimentals per a la fisiologia humana: quan es tracta de diversos graus en matèria a la temperatura de la carcassa. Seeley, rj & macdougald, oa ышыш ка эксперименталье модели для зUчение. Seeley, RJ i MacDougald, OA ratolins com a models experimentals per a la fisiologia humana: quan alguns graus en una vivenda marquen la diferència. Seeley, RJ i MacDougald, OA 小鼠作为人类生理学的实验模型 ： 当几度的住房温度很重要时。 Seeley, RJ i MacDougald, OA Ышыши Seeley, rj & macdougald, oa как экспериментальная модель физиогииaven человека: когда несколько гррссс € € пещении иеют значение. Seeley, RJ i MacDougald, ratolins OA com a model experimental de fisiologia humana: quan són uns quants graus de temperatura ambient.Metabolisme nacional. 3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. La resposta a la pregunta "Quina és la millor temperatura de l'habitatge per traduir experiments de ratolí als humans?" Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. La resposta a la pregunta "Quina és la millor temperatura de l'habitatge per traduir experiments de ratolí als humans?" Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. Respon a la pregunta "Quina és la millor temperatura ambient per transferir experiments de ratolí als humans?" Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. 问题的答案 “将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？” Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. i Nedergaard J. Respon a la pregunta "Quina és la temperatura òptima de la closca per transferir experiments de ratolí als humans?"Sí: Thermoneutral. Moore. Metabolisme. 26, 1-3 (2019).
Hora del missatge: 28-2022 d'octubre
