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 garantir un suport continuat, renderitzarem el lloc sense estils ni JavaScript.
La majoria dels estudis metabòlics en ratolins es duen a terme a temperatura ambient, encara que en aquestes condicions, a diferència dels humans, els ratolins gasten molta energia mantenint la temperatura interna.Aquí, descrivim el pes normal i l'obesitat induïda per la dieta (DIO) en ratolins C57BL / 6J alimentats amb chow chow o una dieta alta en greixos del 45%, respectivament.Els ratolins es van col·locar durant 33 dies a 22, 25, 27,5 i 30ºC 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 ambdós 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 l'EE va disminuir.Així, al final de l'estudi, els ratolins a 30 °C tenien més pes corporal, massa greix i glicerol i triglicèrids plasmàtics que els ratolins a 22 °C.El desequilibri en els ratolins DIO pot ser degut a l'augment de la dieta basada en el plaer.
El ratolí és el model animal més utilitzat per a l'estudi de la fisiologia humana i la fisiopatologia, i sovint és l'animal predeterminat utilitzat en les primeres etapes del descobriment i desenvolupament de fàrmacs.Tanmateix, els ratolins es diferencien dels humans en diverses maneres fisiològiques importants, i tot i que l'escala alomètrica es pot utilitzar fins a cert punt per traduir-se en humans, les grans diferències entre ratolins i humans es troben en la termoregulació i l'homeòstasi energètica.Això demostra una inconsistència fonamental.La massa corporal mitjana dels ratolins adults és almenys mil vegades menor que la dels adults (50 g enfront de 50 kg), i la relació entre superfície i massa difereix unes 400 vegades a causa de la transformació geomètrica no lineal descrita per Mee. .Equació 2. Com a resultat, els ratolins perden significativament més calor en relació 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) aproximadament un 30% per mantenir la temperatura corporal central.A temperatures més baixes, l'EE augmenta encara més en un 50% i un 100% a 15 i 7 °C en comparació amb l'EE a 22 °C.Així, les condicions estàndard de l'habitatge indueixen una resposta a l'estrès fred, que podria comprometre la transferència 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 termoneutres (perquè la nostra menor relació d'àrea entre superfícies i volum ens fa menys sensibles a La temperatura, a mesura que creem una zona termoneutre (TNZ) al nostre voltant, EE per sobre de la taxa metabòlica basal) abasta entre 19 i 30 °C6, mentre que els ratolins tenen una banda més alta i més estreta que abasta només 2-4 °C7,8. Aquest aspecte ha rebut una atenció considerable en els darrers anys4, 7,8,9,10,11,12 i s'ha suggerit que algunes "diferències d'espècies" es poden mitigar augmentant la temperatura de la closca 9. No obstant això, no hi ha consens sobre el rang de temperatures. que constitueix la termoneutralitat en els ratolins.Per tant, si la temperatura crítica més baixa en el rang termoneutre en els ratolins d'un sol genoll és més propera als 25 ° C o més a prop dels 30 ° C4, 7, 8, 10, 12 segueix sent controvertit.L'EE i altres paràmetres metabòlics s'han limitat a hores o dies, de manera que no està clar fins a quin punt l'exposició prolongada a diferents temperatures pot afectar paràmetres metabòlics com el pes corporal.consum, utilització del substrat, tolerància a la glucosa i concentracions plasmàtiques de lípids i glucosa i hormones reguladores de la gana.A més, es necessiten més investigacions per determinar fins a quin punt la dieta pot influir en aquests paràmetres (els ratolins DIO amb una dieta alta en greixos poden estar més orientats cap a una dieta basada en el plaer (hedònic)).Per proporcionar més informació sobre aquest tema, vam examinar l'efecte de la temperatura de cria en els paràmetres metabòlics esmentats anteriorment en ratolins mascles adults de pes normal i ratolins mascles obesos induïts per la dieta (DIO) en una dieta alta en greixos del 45%.Els ratolins es van mantenir a 22, 25, 27, 5 o 30 ° C durant almenys tres setmanes.No s'han estudiat temperatures per sota dels 22 °C perquè l'allotjament estàndard d'animals rarament està per sota de la temperatura ambient.Vam trobar que els ratolins DIO de pes normal i d'un sol cercle van respondre de manera similar als canvis en la temperatura del recinte en termes d'EE i independentment de les condicions del recinte (amb o sense material de refugi / niu).Tanmateix, mentre que els ratolins de pes normal van ajustar la seva ingesta d'aliments d'acord amb l'EE, la ingesta d'aliments dels ratolins DIO era en gran mesura independent de l'EE, la qual cosa va fer que els ratolins guanyessin més pes.Segons les dades del pes corporal, les concentracions plasmàtiques de lípids i cossos cetònics van mostrar que els ratolins DIO a 30 ° C tenien un balanç energètic més positiu que els ratolins a 22 ° C.Les raons subjacents de les diferències en l'equilibri de la ingesta d'energia i l'EE entre els ratolins de pes normal i DIO requereixen un estudi addicional, però poden estar relacionades amb canvis fisiopatològics en 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% més gran a 22 ° C en comparació amb 30 ° C (Fig. 1a, b).La taxa de canvi respiratori (RER) era independent de la temperatura (Fig. 1c, d).La ingesta d'aliments va ser coherent amb la dinàmica de l'EE i va augmentar amb la disminució de la temperatura (també un 30% més alt 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 mascles (C57BL/6J, 20 setmanes d'edat, habitatge individual, n=7) van ser allotjats 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 (inici 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) es representa amb un quadre gris.a Despesa energètica (kcal/h), b Despesa energètica total a diferents temperatures (kcal/24 h), c Taxa de canvi respiratori (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d RER mitjà en fase clara i fosca (VCO2/VO2) (el valor zero es defineix com a 0,7).e ingesta d'aliments acumulada (g), f ingesta total d'aliments les 24 hores, g ingesta total d'aigua les 24 hores (ml), h ingesta total d'aigua les 24 hores, i 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 mostrades per a 24, 26, 28 i 30 °C fan referència a les últimes 24 hores de cada cicle.Els ratolins van romandre alimentats durant tot l'estudi.La significació estadística es va provar mitjançant mesures repetides d'ANOVA unidireccional seguides de la prova de comparació múltiple de Tukey.Els asteriscs indiquen significació per al valor inicial de 22 °C, l'ombrejat indica significació 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.Es van calcular valors mitjans per a tot el període experimental (0-192 hores).n = 7.
Com en el cas dels ratolins de pes normal, l'EE va augmentar linealment amb la disminució de la temperatura i, en aquest cas, l'EE també va ser un 30% més gran a 22 ° C en comparació amb 30 ° C (Fig. 2a, b).El RER no va canviar a diferents temperatures (Fig. 2c, d).A diferència dels ratolins de pes normal, la ingesta d'aliments no era coherent amb l'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 mascles (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 (inici 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) es representa amb un quadre gris.a Despesa energètica (kcal/h), b Despesa energètica total a diferents temperatures (kcal/24 h), c Taxa de canvi respiratori (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d RER mitjà en fase clara i fosca (VCO2/VO2) (el valor zero es defineix com a 0,7).e ingesta d'aliments acumulada (g), f ingesta total d'aliments les 24 hores, g ingesta total d'aigua les 24 hores (ml), h ingesta total d'aigua les 24 hores, i 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 mostrades per a 24, 26, 28 i 30 °C fan referència a les últimes 24 hores de cada cicle.Els ratolins es van mantenir al 45% de HFD fins al final de l'estudi.La significació estadística es va provar mitjançant mesures repetides d'ANOVA unidireccional seguides de la prova de comparació múltiple de Tukey.Els asteriscs indiquen significació per al valor inicial de 22 °C, l'ombrejat indica significació 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.Es van calcular valors mitjans per a tot el període experimental (0-192 hores).n = 7.
En una altra sèrie d'experiments, vam examinar l'efecte de la temperatura ambient sobre els mateixos paràmetres, però aquesta vegada entre grups de ratolins que es mantenien 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.L'EE es veu afectada significativament per la temperatura ambient tant durant el dia com a la nit (Fig. 3d), i augmenta de manera lineal 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·lela al patró d'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 van variar significativament entre els grups (Fig. 3j, k).L'exposició a diferents temperatures durant un màxim de 33 dies no va provocar diferències en el pes corporal, la massa magra i la massa grassa entre els grups (Fig. 3n-s), però va provocar una disminució de la massa corporal magra d'aproximadament un 15% en comparació amb puntuacions autoinformades (Fig. 3n-s).3b, r, c)) i la massa de greix va 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 calibratge i no pot proporcionar dades precises d'EE i RER.
- Pes corporal (a), massa magra (b) i massa grassa (c) després de 8 dies (un dia abans de la transferència al sistema SABLE).d Consum energètic (kcal/h).e Consum mitjà d'energia (0–108 hores) a diferents temperatures (kcal/24 hores).f Relació d'intercanvi respiratori (RER) (VCO2/VO2).g RER mitjà (VCO2/VO2).h Ingesta total d'aliments (g).i Ingesta alimentària mitjana (g/24 hores).j Consum total d'aigua (ml).k Consum mitjà d'aigua (ml/24 h).l Nivell d'activitat acumulat (m).m Nivell d'activitat mitjà (m/24 h).n pes corporal el 18è dia, o canvi de pes corporal (del -8è al 18è dia), p massa magra el dia 18è, q canvi de massa magra (del -8è al 18è dia), r massa grassa el dia 18 , i canvi de massa grassa (de -8 a 18 dies).La significació estadística de les mesures repetides es va provar mitjançant Oneway-ANOVA 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) es representa amb quadres grisos.Els punts dels histogrames representen ratolins individuals.Es van calcular valors mitjans per a tot el període experimental (0-108 hores).n = 7.
Els ratolins es van comparar en pes corporal, massa magra i massa greix a la línia de base (Figs. 4a-c) i es van mantenir a 22, 25, 27, 5 i 30 ° C com en estudis amb ratolins de pes normal..Quan es van comparar grups de ratolins, la relació entre EE i la temperatura va mostrar una relació lineal similar amb la temperatura al llarg del temps en els mateixos ratolins.Així, els ratolins mantinguts a 22 °C van consumir aproximadament un 30% més d'energia que els ratolins a 30 °C (Fig. 4d, e).Quan s'estudien els efectes en animals, la temperatura no sempre va afectar el 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 respectius punts de referència, els ratolins criats a 30 °C tenien un pes corporal significativament més alt 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 grassa (Fig. 4p, q) en lloc d'un augment de la massa magra (Fig. 4r, s).D'acord amb el valor d'EE més baix 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.Altres gens clau que també augmenten la funció/activitat BAT no es van veure afectats: Sema3a (regulació del creixement de neurites), Tfam (biogènesi mitocondrial), Adrb1, Adra2a, Pck1 (gluconeogènesi) i Cpt1a.Sorprenentment, Ucp1 i Vegf-a, associats a una major activitat termogènica, no van disminuir en el grup de 30 ° C.De fet, els nivells d'Ucp1 en tres ratolins eren més alts que en el grup de 22 ° C, i Vegf-a i Adrb2 van ser significativament elevats.En comparació amb el grup de 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 grassa (c) després de 9 dies (un dia abans de la transferència al sistema SABLE).d Consum energètic (EE, kcal/h).e Consum mitjà d'energia (0–96 hores) a diferents temperatures (kcal/24 hores).f Relació d'intercanvi respiratori (RER, VCO2/VO2).g RER mitjà (VCO2/VO2).h Ingesta total d'aliments (g).i Ingesta alimentària mitjana (g/24 hores).j Consum total d'aigua (ml).k Consum mitjà d'aigua (ml/24 h).l Nivell d'activitat acumulat (m).m Nivell d'activitat mitjà (m/24 h).n Pes corporal el dia 23 (g), o Canvi en el pes corporal, p Massa magra, q Canvi en la massa magra (g) el dia 23 en comparació amb el dia 9, Canvi en la massa grassa (g) als 23 dies, greix massa (g) en comparació amb el dia 8, el dia 23 en comparació amb el -8è dia.La significació estadística de les mesures repetides es va provar mitjançant Oneway-ANOVA 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) es representa amb quadres grisos.Els punts dels histogrames representen ratolins individuals.Els valors mitjans es van calcular per a tot el període experimental (0-96 hores).n = 7.
Com els humans, els ratolins sovint creen microambients per reduir la pèrdua de calor al medi ambient.Per quantificar la importància d'aquest entorn per a l'EE, hem avaluat l'EE a 22, 25, 27,5 i 30 °C, amb o sense protectors de cuir i material de nidificació.A 22 °C, l'addició de pells estàndard redueix l'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 l'EE a 25 i 30 ° C, però les respostes van ser quantitativament més petites.A 27,5 °C no es va observar cap diferència.Notablement, en aquests experiments, l'EE va disminuir amb l'augment de la temperatura, en aquest cas aproximadament un 57% més baix que l'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 l'EE estava més a prop de la taxa metabòlica basal, ja que en aquest cas els ratolins descansaven majoritàriament a la pell, donant lloc a mides d'efecte comparables a diferents temperatures (figura suplementària 2a–h) .
Dades per a ratolins de material de refugi i nidificació (blau fosc), llar però sense material de nidificació (blau clar) i material de casa i niu (taronja).El consum d'energia (EE, kcal/h) per a les sales a, c, e i g a 22, 25, 27,5 i 30 °C, b, d, f i h significa EE (kcal/h).ip Dades per a ratolins allotjats a 22 °C: i freqüència respiratòria (RER, VCO2/VO2), j RER mitjà (VCO2/VO2), k ingesta acumulada d'aliments (g), l ingesta mitjana d'aliments (g/24 h), m ingesta total d'aigua (mL), n ingesta mitjana d'aigua AUC (mL/24h), o activitat total (m), p nivell d'activitat mitjà (m/24h).Les dades es presenten com a mitjana + error estàndard de la mitjana, la fase fosca (18:00-06:00 h) es representa amb quadres grisos.Els punts dels histogrames representen ratolins individuals.La significació estadística de les mesures repetides es va provar mitjançant Oneway-ANOVA 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.Es van calcular valors mitjans per a tot el període experimental (0-72 hores).n = 7.
En 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 en dejú de leptina, insulina, pèptid C i glucagó tampoc no van diferir entre grups (figures 6g–j).El dia de la prova de tolerància a la glucosa (després de 31 dies a diferents temperatures), el nivell basal de glucosa en sang (5-6 hores de dejuni) era d'aproximadament 6,5 mM, sense cap 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 (iAUC) (15-120 min) van ser més baixes en el grup de ratolins allotjats a 30 ° C (punts de temps individuals: 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 si). 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 (iAUC) (15-120 min) van ser més baixes en el grup de ratolins allotjats a 30 ° C (punts de temps individuals: P < 0, 05-P < 0, 0001, Fig. 6k, l) en comparació amb els ratolins allotjats a 22, 25 i 27, 5 ° C (que no es diferencien entre ells). A A P < 0,05–P < 0,0001, рис 6k, l) по сравнению с мышами, содержащимися при 22, 25 i 27,5 ° C (кото жащимися при 22, 25 i 27,5 ° C 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 més baixes en el 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 es diferencien entre si).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 饲养的小鼠缦小鼠浓度，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 的小鼠（彼此之间没有漀养在強炮有漷没有強口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 30 ° C 饰，兼 浓度 在和 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（彼此之间此之间沉沛湋间沉沛湋间油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 més baixes en el grup de ratolins alimentats a 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 mantinguts a 22, 25 i 27,5 ° C (sense diferència entre ells).
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) mascles adults després de 33 dies d'alimentació a la temperatura indicada. .Els ratolins no van ser alimentats 2-3 hores abans del mostreig de sang.L'excepció va ser una prova de tolerància oral a la glucosa, que es va realitzar dos dies abans del final de l'estudi en ratolins dejunats durant 5-6 hores i es van 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 en dejuni durant 2-3 hores), les concentracions de colesterol plasmàtic, HDL, ALT, AST i FFA no van diferir entre els grups.Tant el TG com el glicerol es van elevar significativament al grup de 30 ° C en comparació amb el grup de 22 ° C (figures 7a–h).En canvi, 3-GB era aproximadament un 25% més baix a 30 ° C en comparació amb 22 ° C (figura 7b).Així, tot i que els ratolins mantinguts a 22 °C tenien un balanç 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.°C.Els ratolins criats a 30 °C estaven en un estat relativament més energèticament negatiu.D'acord amb això, les concentracions hepàtiques de glicerol i TG extraïbles, però no de glicogen i colesterol, van ser més altes al grup de 30 ° C (figura suplementària 3a-d).Per investigar si les diferències dependents de la temperatura en la lipòlisi (mesurades per TG plasmàtic i glicerol) són el resultat de canvis interns en el greix epidídim o inguinal, vam extreure teixit adipós d'aquests dipòsits al final de l'estudi i vam quantificar els àcids grassos lliures ex. viu.i alliberament de glicerol.En tots els grups experimentals, les mostres de teixit adipós dels dipòsits epidídims i inguinals van mostrar almenys un augment de dues vegades en la producció de glicerol i FFA en resposta a l'estimulació d'isoproterenol (figura suplementària 4a-d).Tanmateix, no es va trobar cap efecte de la temperatura de la closca sobre la lipòlisi basal o estimulada per isoproterenol.En consonància amb un pes corporal i una massa de greix més elevats, els nivells de leptina plasmàtica van ser significativament més alts 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 es van comparar dues vegades. a 30°C.DE.Grup C (Fig. 7l).FGF21 no difereix entre els diferents grups de temperatura (Fig. 7m).El dia de l'OGTT, la glucosa en sang de referència 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 un màxim en tots els grups a una concentració d'uns 18 mM 15 minuts després de la dosificació.No hi va haver diferències significatives en iAUC (15-120 min) i concentracions en diferents moments després de 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) mascles adults després de 33 dies d'alimentació.temperatura especificada.Els ratolins no van ser alimentats 2-3 hores abans del mostreig de sang.La prova de tolerància oral a la glucosa va ser una excepció, ja que es va realitzar a una dosi de 2 g/kg de pes corporal dos dies abans del final de l'estudi en ratolins que es van mantenir en dejuni 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 dels rosegadors als humans és un tema complex que juga 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 termoneutre, donant lloc a l'activació de diversos sistemes fisiològics compensatoris que augmenten la taxa metabòlica i poden perjudicar la traducció9.Així, l'exposició dels ratolins al fred pot fer que els ratolins siguin resistents a l'obesitat induïda per la dieta i pot prevenir la hiperglucèmia en rates tractades amb estreptozotocina a causa de l'augment del transport de glucosa no dependent de la insulina.No obstant això, no està clar fins a quin punt l'exposició prolongada a diverses temperatures rellevants (des de l'habitació fins a la termoneutre) afecta la diferent homeòstasi energètica dels ratolins de pes normal (en aliments) i els ratolins DIO (en HFD) i els paràmetres metabòlics, així com l'abast. a la qual cosa van poder equilibrar un augment de l'EE amb un augment de la ingesta d'aliments.L'estudi presentat en aquest article pretén aportar una mica de claredat a aquest tema.
Mostrem que en ratolins adults de pes normal i ratolins DIO mascles, EE està inversament relacionat amb la temperatura ambient entre 22 i 30 ° C.Així, l'EE a 22 °C era aproximadament un 30% més gran que a 30 °C.en ambdós 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 van coincidir amb EE a temperatures més baixes, ajustant la ingesta d'aliments en conseqüència, la ingesta d'aliments dels ratolins DIO va variar a diferents nivells.Les temperatures d'estudi eren similars.Després d'un mes, els ratolins DIO mantinguts a 30 °C van guanyar més pes corporal i massa greix que els ratolins a 22 °C, mentre que els humans normals que es van mantenir a la mateixa temperatura i durant el mateix període de temps no van provocar febre.diferència depenent del pes corporal.ratolins de pes.En comparació amb temperatures properes a la termoneutre o a temperatura ambient, el creixement a temperatura ambient va donar lloc a ratolins DIO o de pes normal amb una dieta alta en greixos, però no amb una dieta de ratolí de pes normal per guanyar relativament menys pes.cos.Amb el suport d'altres estudis17,18,19,20,21 però no per tots22,23.
La capacitat de crear un microambient per reduir la pèrdua de calor es planteja la hipòtesi de canviar la neutralitat tèrmica cap a l'esquerra8, 12. En el nostre estudi, tant l'addició de material de nidificació com l'ocultació van reduir l'EE, però no van donar lloc a neutralitat tèrmica fins a 28 °C.Per tant, les nostres dades no admeten que el punt baix de termoneutralitat en ratolins adults d'un sol genoll, amb o sense cases enriquides amb el medi ambient, hauria de ser de 26-28 ° C, tal com es mostra8,12, però admet altres estudis que mostren la termoneutralitat.temperatures de 30 °C en ratolins de punt baix7, 10, 24. Per complicar les coses, s'ha demostrat que el punt termoneutre dels ratolins no és estàtic durant el dia, ja que és més baix durant la fase de repòs (de llum), possiblement a causa de la baixa caloria. producció com a resultat de l'activitat i la termogènesi induïda per la dieta.Així, en la fase de llum, el punt inferior de neutralitat tèrmica resulta ser ~ 29 ° С, i en la fase fosca, ~ 33 ° С25.
En última instància, la relació entre la temperatura ambient i el consum total d'energia està determinada per la dissipació de calor.En aquest context, la relació entre superfície i volum és un determinant important de la sensibilitat tèrmica, que afecta tant la dissipació de calor (àrea superficial) com la generació de calor (volum).A més de la superfície, la transferència de calor també està determinada per l'aïllament (taxa de transferència de calor).En 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 dels ratolins, reduint el punt termoneutre i reduint la sensibilitat a la temperatura per sota del punt neutre tèrmic. pendent de la corba).temperatura ambient respecte a 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.Tanmateix, com que els ratolins de pes normal i DIO tenen un 30% d'EE més baix a 30 ° C que a 22 ° C, malgrat almenys una diferència de 5 vegades en la massa de greix, les nostres dades no donen suport que l'obesitat hauria de proporcionar un aïllament bàsic.factor, almenys no en el rang de temperatura investigat.Això està en línia amb altres estudis millor dissenyats per explorar-ho4,24.En aquests estudis, l'efecte aïllant de l'obesitat era petit, però es va trobar que la pell proporcionava un 30-50% de l'aïllament tèrmic total4,24.Tanmateix, en els ratolins morts, la conductivitat tèrmica va augmentar aproximadament un 450% immediatament després de la mort, cosa que suggereix que l'efecte aïllant de la pell és necessari perquè funcionin els mecanismes fisiològics, inclosa la vasoconstricció.A més de les diferències d'espècies en la pell entre ratolins i humans, el mal efecte aïllant de l'obesitat en els ratolins també pot estar influenciat per les consideracions següents: El factor aïllant de la massa grassa humana està mediat principalment per la massa de greix subcutani (gruix)26,27.Normalment en rosegadors Menys del 20% del greix animal total28.A més, la massa total de greix pot ni tan sols ser una mesura subòptima de l'aïllament tèrmic d'un individu, ja que s'ha argumentat que l'aïllament tèrmic millorat es compensa amb l'augment inevitable de la superfície (i, per tant, l'augment de la pèrdua de calor) a mesura que augmenta la massa de greix..
En ratolins de pes normal, les concentracions plasmàtiques en dejú 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 d'equilibri energètic.eren els mateixos en pes i composició corporal que al final de l'estudi.D'acord amb la similitud de la massa grassa, tampoc hi va haver diferències en els nivells de leptina plasmàtica, ni en la insulina en 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 balanç energètic negatiu global en aquest estat (a mesura que van guanyar pes), al final de l'estudi tenien relativament més deficiència energètica 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.Tanmateix, les diferències en la lipòlisi depenent de la temperatura no semblen ser el resultat de canvis intrínsecs en el greix epidídimal o inguinal, com ara els canvis en l'expressió de la lipasa sensible a l'adipohormona, ja que els FFA i el glicerol alliberats del greix extret d'aquests dipòsits es troben entre la temperatura. grups són semblants entre si.Tot i que no hem investigat el to simpàtic en l'estudi actual, altres han trobat que (basat en la freqüència cardíaca i la pressió arterial mitjana) està relacionat linealment amb la temperatura ambient en ratolins i és aproximadament més baix a 30 °C que a 22 °C 20% C Per tant, les diferències en el to simpàtic depenent de la temperatura poden tenir un paper en la lipòlisi en el nostre estudi, però com que un augment del to simpàtic estimula més que no inhibeix la lipòlisi, altres mecanismes poden contrarestar aquesta disminució en ratolins cultivats.Potencial paper en la descomposició del greix corporal.Temperatura ambient.A més, part de l'efecte estimulador del to simpàtic sobre la lipòlisi està mediat indirectament per una forta inhibició de la secreció d'insulina, destacant l'efecte de la interrupció de la suplementació amb insulina sobre la lipòlisi30, però en el nostre estudi, la insulina plasmàtica en dejuni i el to simpàtic del pèptid C a diferents temperatures es van trobar. no és suficient per alterar la lipòlisi.En canvi, vam trobar que les diferències en l'estat energètic eren 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 més ampli.En general, però, la ingesta d'aliments està controlada per indicis homeostàtics i hedònics31,32,33.Tot i que hi ha un debat sobre quin 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 més basat en el plaer que fins a cert punt no està relacionat amb homeòstasi..– ingesta regulada d'aliments34,35,36.Per tant, l'augment del comportament d'alimentació hedònic dels ratolins DIO tractats amb HFD al 45% 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 gana i la glucosa en sang en els ratolins DIO controlats amb temperatura, però no en els ratolins de 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.La mesura en què la temperatura pot influir directament en aquestes diferències mereix un estudi més detallat, però en el cas de la leptina, el balanç energètic negatiu relatiu i, per tant, la menor massa de greix dels ratolins a 22 °C, certament van tenir un paper important, ja que la massa grassa i la leptina plasmàtica altament correlacionada37.Tanmateix, la interpretació del senyal de glucagó és més desconcertant.Igual que amb la insulina, la secreció de glucagó es va inhibir fortament per un augment del to simpàtic, però es va predir que el to simpàtic més alt es trobava al grup de 22 ° C, que tenia les concentracions plasmàtiques de glucagó 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 amb el dejuni i la hiperglucagonèmia postprandial 38,39.Tanmateix, els ratolins DIO del nostre estudi també eren insensibles a la insulina, de manera que aquest tampoc podria ser el factor principal en l'augment de la senyalització de glucagó en el grup de 22 ° C.El contingut de greix hepàtic també s'associa positivament amb un augment de la concentració plasmàtica de glucagó, els mecanismes dels quals, al seu torn, poden incloure la resistència hepàtica al glucagó, la disminució de la producció d'urea, l'augment de les concentracions d'aminoàcids circulants i l'augment de la secreció de glucagó estimulada per aminoàcids40,41, 42.Tanmateix, com que les concentracions extractibles 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 en el grup de 22 ° C.La triiodotironina (T3) té un paper crític en la taxa metabòlica global i en l'inici de la defensa metabòlica contra la hipotèrmia43,44.Així, la concentració plasmàtica de T3, possiblement controlada per mecanismes mediats centralment45,46, augmenta tant en ratolins com en humans en condicions menys que termoneutres47, tot i que l'augment en humans és menor, que està més predisposat als ratolins.Això és coherent amb la pèrdua de calor al medi ambient.No hem mesurat les concentracions plasmàtiques de T3 a 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 glucagó plasmàtic, ja que nosaltres (figura actualitzada 5a) i altres hem demostrat que T3 augmenta el glucagó plasmàtic de manera dependent de la dosi.S'ha informat que les hormones tiroïdals indueixen l'expressió de FGF21 al fetge.Igual que el glucagó, les concentracions plasmàtiques de FGF21 també van augmentar amb les concentracions plasmàtiques de T3 (figura suplementària 5b i ref. 48), però en comparació amb el glucagó, les concentracions plasmàtiques de FGF21 del nostre estudi no es van veure afectades per la temperatura.Les raons subjacents d'aquesta discrepància requereixen més estudis, però la inducció de FGF21 impulsada per T3 hauria de produir-se a nivells més alts d'exposició a T3 en comparació amb la resposta de glucagó impulsada per T3 observada (figura suplementària 5b).
S'ha demostrat que l'HFD està fortament associat amb una tolerància deteriorada a la glucosa i la resistència a la insulina (marcadors) en ratolins criats a 22 °C.Tanmateix, la HFD no es va associar ni amb una tolerància deteriorada a la glucosa ni amb la resistència a la insulina quan es cultiva en un entorn termoneutre (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 mantinguts a 30 ° C van millorar significativament la tolerància a la glucosa.El motiu d'aquesta diferència requereix un estudi addicional, però pot estar influenciat pel fet que els ratolins DIO del nostre estudi eren resistents a la insulina, amb concentracions de pèptid C plasmàtic en dejuni i concentracions d'insulina 12-20 vegades més altes que els ratolins de pes normal.i a la sang amb l'estómac buit.concentracions de glucosa d'uns 10 mM (uns 6 mM amb un pes corporal normal), que sembla deixar una petita finestra per als possibles efectes beneficiosos de l'exposició a condicions termoneutres per millorar la tolerància a la glucosa.Un possible factor confús és que, per raons pràctiques, l'OGTT es realitza a temperatura ambient.Així, els ratolins allotjats a temperatures més altes van experimentar un xoc fred lleu, que pot afectar l'absorció/eliminació de la glucosa.Tanmateix, basant-se en concentracions similars de glucosa en sang en dejuni en diferents grups de temperatura, 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 pel fred, cosa que pot posar en dubte la transferibilitat de les dades del ratolí als humans.No obstant això, no està clar quina és la temperatura òptima per mantenir els ratolins per imitar la fisiologia humana.La resposta a aquesta pregunta també es pot veure influenciada pel camp d'estudi i el punt final que s'està estudiant.Un exemple d'això és l'efecte de la dieta sobre l'acumulació de greix hepàtic, 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 necessiten poca energia addicional per mantenir la seva temperatura corporal central, i defineixen una temperatura de volta per als ratolins adults com a 30 °C7,10.Altres investigadors creuen que una temperatura comparable a la que solen experimentar els humans amb ratolins adults en un genoll és de 23-25 °C, ja que van trobar que la termoneutralitat era de 26-28 °C i basant-se en que els humans són més baixos al voltant de 3 °C.la seva temperatura crítica més baixa, definida aquí com a 23 °C, és lleugerament de 8,12.El nostre estudi és coherent amb diversos altres 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 baixa.Un altre factor important a tenir en compte pel que fa a la temperatura ambient i la termoneutralitat dels ratolins és l'habitatge individual o grupal.Quan els ratolins es van allotjar en grups en lloc de individualment, com en el nostre estudi, la sensibilitat a la temperatura es va reduir, possiblement a causa de l'amuntegament dels animals.Tanmateix, la temperatura ambient encara era per sota del LTL de 25 quan es van utilitzar tres grups.Potser la diferència entre espècies més important en aquest sentit és la importància quantitativa de l'activitat de les MTD com a defensa contra la hipotèrmia.Així, mentre que els ratolins van compensar en gran mesura la seva major pèrdua de calories augmentant l'activitat de la MTD, que supera el 60% d'EE només a 5 ° C,51,52 la contribució de l'activitat de la MTD humana a l'EE va ser significativament més alta, molt menor.Per tant, reduir l'activitat de les MTD pot ser una manera important d'augmentar la traducció humana.La regulació de l'activitat de les MTD és complexa, però sovint està mediada pels efectes combinats de l'estimulació adrenèrgica, les hormones tiroïdals i l'expressió UCP114,54,55,56,57.Les nostres dades indiquen que la temperatura s'ha d'elevar per sobre dels 27,5 °C en comparació amb els ratolins a 22 °C per detectar diferències en l'expressió dels gens BAT responsables de la funció/activació.Tanmateix, les diferències trobades entre els grups a 30 i 22 °C no sempre van indicar un augment de l'activitat BAT en el grup de 22 °C perquè Ucp1, Adrb2 i Vegf-a estaven regulats a la baixa en el grup de 22 °C.La causa principal d'aquests resultats inesperats encara està per determinar.Una possibilitat és que la seva expressió augmentada no reflecteixi un senyal d'elevació de la temperatura ambient, sinó un efecte agut de passar de 30 °C a 22 °C el dia de l'eliminació (els ratolins van experimentar això 5-10 minuts abans de l'enlairament). .).
Una limitació general del nostre estudi és que només vam estudiar ratolins mascles.Altres investigacions suggereixen que el gènere pot ser una consideració important en les nostres indicacions principals, ja que les ratolins femelles d'un sol genoll són més sensibles a la temperatura a causa de la conductivitat tèrmica més alta i el manteniment de temperatures centrals més controlades.A més, les ratolins femelles (a HFD) van mostrar una associació més gran de la ingesta d'energia amb EE a 30 °C en comparació amb els ratolins mascles que van consumir més ratolins del mateix sexe (20 °C en aquest cas) 20 .Així, en les ratolins femelles, l'efecte contingut subtermonetral és més elevat, però té el mateix patró que en els ratolins mascles.En el nostre estudi, ens vam centrar en ratolins mascles d'un sol genoll, ja que aquestes són les condicions en què es realitzen la majoria dels estudis metabòlics que examinen l'EE.Una altra limitació del nostre estudi va ser que els ratolins estaven amb la mateixa dieta durant tot l'estudi, cosa que va impedir estudiar la importància de la temperatura ambient per a la flexibilitat metabòlica (mesurada pels canvis RER per als canvis en la dieta en diverses composicions de macronutrients).en ratolins femelles i mascles mantinguts a 20 °C en comparació amb els ratolins corresponents a 30 °C.
En conclusió, el nostre estudi mostra que, com en altres estudis, els ratolins de pes normal de la volta 1 són termoneutres per sobre dels 27,5 °C previstos.A més, el nostre estudi mostra que l'obesitat no és un factor aïllant important en ratolins amb pes normal o DIO, donant lloc a proporcions similars de temperatura: EE en ratolins DIO i de pes normal.Si bé la ingesta d'aliments dels ratolins de pes normal era coherent amb l'EE i, per tant, mantenia un pes corporal estable en tot el rang de temperatura, la ingesta d'aliments dels ratolins DIO era la mateixa a diferents temperatures, donant lloc a una proporció més alta de ratolins a 30 °C. .a 22 °C va guanyar més pes corporal.En general, es garanteixen estudis sistemàtics que examinen la importància potencial de viure per sota de temperatures termoneutres a causa de la poca tolerabilitat que s'observa sovint entre els estudis amb ratolí i humans.Per exemple, en estudis d'obesitat, una explicació parcial de la traductibilitat generalment més pobra pot ser deguda al fet que els estudis de pèrdua de pes murí es realitzen normalment en animals amb estrès moderadament fred que es mantenen a temperatura ambient a causa del seu augment d'EE.Pèrdua de pes exagerada en comparació amb el pes corporal esperat d'una persona, en particular si el mecanisme d'acció depèn de l'augment de l'EE augmentant l'activitat de la BAP, que és més activa i activada a temperatura ambient que a 30 °C.
D'acord amb la Llei d'experimentació animal danesa (1987) i els Instituts Nacionals de Salut (Publicació núm. 85-23) i el Conveni europeu per a la protecció dels vertebrats utilitzats amb finalitats experimentals i altres finalitats científiques (Consell d'Europa núm. 123, Estrasburg). , 1985).
Es van obtenir ratolins C57BL/6J mascles de vint setmanes de Janvier Saint Berthevin Cedex, França, i se'ls va donar un menjar estàndard ad libitum (Altromin 1324) i aigua (~ 22 ° C) després d'un cicle de llum: foscor de 12:12 hores.temperatura ambient.Es van obtenir ratolins DIO mascles (20 setmanes) del mateix proveïdor i se'ls va donar accés ad libitum a una dieta alta en greixos del 45% (núm. 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 la transferència al sistema de calorimetria indirecta, es van pesar els ratolins, es van sotmetre a ressonància magnètica (EchoMRITM, TX, EUA) i es van dividir 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. Els ratolins es van transferir a un sistema de calorimetria indirecta tancat i controlat per temperatura a Sable Systems Internationals (Nevada, EUA), que incloïa monitors de qualitat d'aigua i aliments i un marc Promethion BZ1 que enregistrava nivells d'activitat mitjançant la mesura de trencaments de feix.XYZ.Els ratolins (n = 8) es van allotjar individualment a 22, 25, 27,5 o 30 ° C utilitzant roba de llit, però sense refugi ni material de nidificació en un cicle de llum: foscor de 12:12 hores (llum: 06:00-18:00) .2500 ml/min.Els ratolins es van aclimatar durant 7 dies abans del registre.Les gravacions es van recollir quatre dies seguits.Després, 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 recollir noves dades de referència), i després es va augmentar la temperatura en passos de 2 °C cada dos dies al començament de la fase de llum ( 06:00) fins a arribar als 30 °C Després d'això, la temperatura es va baixar a 22 °C i es van recollir dades durant dos dies més.Després de dos dies addicionals d'enregistrament 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 últims 8 dies, mentre que els ratolins a altres temperatures es van mantenir a aquesta temperatura durant 33 dies./33 dies.Els ratolins van ser alimentats durant el període d'estudi.
Els ratolins de pes normal i DIO van seguir els mateixos procediments d'estudi.El dia -9, es van pesar els ratolins, es van escanejar per ressonància magnètica i es van dividir en grups comparables en pes corporal i composició corporal.El dia -7, els ratolins es van transferir a un sistema tancat de calorimetria indirecta controlada per temperatura fabricat per SABLE Systems International (Nevada, EUA).Els ratolins s'allotjaven individualment amb roba de llit però sense materials de nidificació ni de refugi.La temperatura s'estableix a 22, 25, 27,5 o 30 °C.Després d'una setmana d'aclimatació (dies -7 a 0, els animals no van ser molestats), les dades es van recollir quatre dies consecutius (dies 0-4, dades mostrades a les FIGURES 1, 2, 5).Després, els ratolins mantinguts a 25, 27, 5 i 30 ° C es van mantenir en condicions constants fins al dia 17.Al mateix temps, la temperatura del grup de 22 °C es va augmentar 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 figura 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 als tractaments posteriors.Es van afegir pells a tots els ratolins el dia 17 i el material de nidificació es va afegir el dia 20 (Fig. 5).El dia 23, es van pesar els ratolins i es van sotmetre a una ressonància magnètica, i després es van deixar sols durant 24 hores.El dia 24, els ratolins van ser dejunats des de l'inici del fotoperíode (06:00) i van rebre OGTT (2 g/kg) a les 12:00 (6-7 hores de dejuni).Després, els ratolins van ser retornats a les seves respectives condicions SABLE i sacrificats 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 anteriorment i a la figura 8).Els ratolins van mantenir un 45% de HFD durant tot l'experiment de despesa energètica.
El VO2 i el 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 un enregistrament continu (1 Hz) del pes dels cubs d'aigua i aliments.El monitor de qualitat utilitzat va informar una resolució de 0,002 g.Els nivells d'activitat es van registrar mitjançant un monitor de matriu de feix XYZ 3D, 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 Sable Systems Macro Interpreter v.2.41, calculant EE i RER i filtrant els valors atípics (p. ex., esdeveniments de menjar falsos).L'intèrpret de macros està configurat per generar dades de tots els paràmetres cada cinc minuts.
A més de regular l'EE, la temperatura ambient també pot regular altres aspectes del metabolisme, inclòs el metabolisme postprandial de la glucosa, mitjançant la regulació de la secreció d'hormones que metabolitzen la 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 van ser dejunats durant 2-3 hores (a partir de les 06:00), anestesiats amb isoflurà i sagnats completament mitjançant punció venosa retroorbital.La quantificació de lípids i hormones plasmàtiques i lípids al fetge es descriu a Materials suplementaris.
Per investigar si la temperatura de la closca provoca canvis intrínsecs en el teixit adipós que afecten la lipòlisi, el teixit adipós inguinal i epidídim es va extirpar directament dels ratolins després de l'última etapa de l'hemorràgia.Els teixits es van processar mitjançant el nou assaig de lipòlisi ex vivo descrit a 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 significació estadística es va avaluar a GraphPad Prism i es va provar mitjançant una prova t aparellada, mesures repetides ANOVA unidireccional/bidireccional seguida de la prova de comparacions múltiples de Tukey o ANOVA unidireccional no emparellada seguida de la prova de comparacions múltiples de Tukey segons sigui necessari.La distribució gaussiana de les dades es va validar per la prova de normalitat D'Agostino-Pearson abans de la prova.La mida de la mostra s'indica a l'apartat corresponent de l'apartat “Resultats”, així com a la llegenda.La repetició es defineix com qualsevol mesura presa en el mateix animal (in vivo o en una mostra de teixit).Pel que fa a la reproductibilitat de les dades, es va demostrar una associació entre la despesa energètica i la temperatura del cas en quatre estudis independents amb 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 cel·lulars/animals transgèniques ni dades de seqüenciació.
Per obtenir més informació sobre el disseny de l'estudi, consulteu el resum de l'Informe de recerca sobre la natura enllaçat a aquest article.
Totes les dades formen un gràfic.1-7 es van dipositar al dipòsit de bases de dades Science, número d'accés: 1253.11.sciencedb.02284 o https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284.Les dades que es mostren a ESM es poden enviar a Rune E Kuhre després de proves raonables.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO i Tang-Christensen, M. Animals de laboratori com a models substituts de l'obesitat humana. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO i Tang-Christensen, M. Animals de laboratori com a models substituts de l'obesitat humana.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.i Tang-Christensen M. Animals de laboratori com a models substituts de l'obesitat humana. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO i 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 i Tang-Christensen, M. Experimental animals as a substitute model for humans.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.i Tang-Christensen M. Animals de laboratori com a models substituts d'obesitat en humans.Acta Farmacologia.crim 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA Càlcul de la nova constant de Mie i determinació experimental de la mida de la cremada.Burns 22, 607–611 (1996).
Gordon, SJ El sistema de termoregulació 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 insulating effect of obesity. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. i Nedergaard, J. No insulating effect of obesity.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B. i Nedergaard J. No isolation effect of obesity. 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. & Nedergaard, J. Ожирение не имеет изолирующего эффекта. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. i Nedergaard, J. L'obesitat 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.Diabetis 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 prims i amb sobrepès.J. Amb calor.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 perquè els ratolins imiten l'entorn tèrmic humà: un estudi experimental. 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. & 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. & Speakman, JR Quina és la millor temperatura de l'habitatge per traduir els experiments amb ratolí als humans? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Quina és la millor temperatura de l'habitatge per traduir els experiments amb ratolí als humans?Keyer J, Lee M i Speakman JR Quina és la millor temperatura ambient per transferir experiments amb ratolí a 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 amb ratolí a humans?Moore.metabolisme.25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ i MacDougald, OA Els ratolins com a models experimentals per a la fisiologia humana: quan importen diversos graus en la temperatura de l'habitatge. Seeley, RJ i MacDougald, OA Els ratolins com a models experimentals per a la fisiologia humana: quan importen diversos graus en la temperatura de l'habitatge. Seeley, RJ & MacDougald, OA т значение. Seeley, RJ i MacDougald, OA Els ratolins com a models experimentals per a la fisiologia humana: quan uns quants graus en un habitatge marquen la diferència. Seeley, RJ & MacDougald, OA 小鼠作为人类生理学的实验模型：当几度的住房温度很重要时。 Seeley, RJ i MacDougald, OA Мыши Seeley, RJ & MacDougald, OA как экспериментальная модель физиологии человека: когда нескольная нескольная модель физиологии человека: когда нескольная модельная щении имеют значение. Seeley, RJ & MacDougald, ratolins OA com a model experimental de fisiologia humana: quan uns quants graus de temperatura ambient són importants.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 els experiments amb 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 els experiments amb ratolí als humans?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Resposta a la pregunta "Quina és la millor temperatura ambient per transferir experiments amb 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. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. i Nedergaard J. Respostes a la pregunta "Quina és la temperatura òptima de la closca per transferir experiments amb ratolins a humans?"Sí: termoneutre.Moore.metabolisme.26, 1-3 (2019).
Hora de publicació: Oct-28-2022
