Хвала вам што сте посетили Nature.com. Верзија прегледача коју користите има ограничену подршку за CSS. За најбоље искуство, препоручујемо вам да користите ажурирани прегледач (или да онемогућите режим компатибилности у Internet Explorer-у). У међувремену, како бисмо осигурали континуирану подршку, приказиваћемо сајт без стилова и JavaScript-а.
Већина метаболичких студија на мишевима спроводи се на собној температури, иако под овим условима, за разлику од људи, мишеви троше много енергије одржавајући унутрашњу температуру. Овде описујемо нормалну тежину и гојазност изазвану исхраном (DIO) код C57BL/6J мишева храњених храном чау чау или исхраном са 45% масти, респективно. Мишеви су смештени 33 дана на 22, 25, 27,5 и 30°C у индиректни калориметријски систем. Показали смо да се потрошња енергије линеарно повећава од 30°C до 22°C и да је око 30% већа на 22°C код оба модела мишева. Код мишева нормалне тежине, унос хране је неутралисао EE. Насупрот томе, DIO мишеви нису смањили унос хране када се EE смањио. Дакле, на крају студије, мишеви на 30°C имали су већу телесну тежину, масу масти и глицерол и триглицериде у плазми него мишеви на 22°C. Неравнотежа код DIO мишева може бити последица повећане исхране засноване на задовољству.
Миш је најчешће коришћени животињски модел за проучавање људске физиологије и патофизиологије и често је подразумевана животиња која се користи у раним фазама откривања и развоја лекова. Међутим, мишеви се разликују од људи на неколико важних физиолошких начина, и док се алометријско скалирање може донекле користити за превођење на људе, огромне разлике између мишева и људи леже у терморегулацији и енергетској хомеостази. Ово показује фундаменталну недоследност. Просечна телесна маса одраслих мишева је најмање хиљаду пута мања од оне код одраслих (50 г наспрам 50 кг), а однос површине и масе разликује се око 400 пута због нелинеарне геометријске трансформације коју је описао Ми. Једначина 2. Као резултат тога, мишеви губе значајно више топлоте у односу на своју запремину, па су осетљивији на температуру, склонији хипотермији и имају просечну базалну стопу метаболизма десет пута већу од оне код људи. На стандардној собној температури (~22°C), мишеви морају повећати своју укупну потрошњу енергије (ЕЕ) за око 30% да би одржали температуру језгра тела. На нижим температурама, ЕЕ се повећава још више за око 50% и 100% на 15 и 7°C у поређењу са ЕЕ на 22°C. Дакле, стандардни услови смештаја изазивају реакцију на хладни стрес, што би могло да угрози преносивост резултата код мишева на људе, јер људи који живе у модерним друштвима проводе већину времена у термонеутралним условима (јер нас нижи однос површине и запремине чини мање осетљивим на температуру, јер око себе стварамо термонеутралну зону (ТНЗ). ЕЕ изнад базалне брзине метаболизма) се простире на ~19 до 30°C6, док мишеви имају виши и ужи опсег који се протеже само на 2–4°C7,8 У ствари, овај важан аспект је добио значајну пажњу последњих година4, 7,8,9,10,11,12 и сугерисано је да се неке „разлике међу врстама“ могу ублажити повећањем температуре љуске9. Међутим, не постоји консензус о температурном опсегу који представља термонеутралност код мишева. Дакле, да ли је доња критична температура у термонеутралном опсегу код мишева са једним коленом ближа 25°C или ближа 30°C4, 7, 8, 10, 12 остаје контроверзно. ЕЕ и други метаболички параметри су ограничени на сате до дане, тако да није јасно у којој мери продужено излагање различитим температурама може утицати на метаболичке параметре као што је телесна тежина. потрошња, искоришћавање супстрата, толеранција на глукозу и концентрације липида и глукозе у плазми и хормони који регулишу апетит. Поред тога, потребна су даља истраживања како би се утврдило у којој мери исхрана може утицати на ове параметре (DIO мишеви на исхрани са високим садржајем масти могу бити више оријентисани ка исхрани заснованој на задовољству (хедонистичкој) исхрани). Да бисмо пружили више информација о овој теми, испитали смо утицај температуре узгоја на горе поменуте метаболичке параметре код одраслих мужјака мишева нормалне тежине и мужјака мишева са гојазношћу изазваном исхраном (DIO) на исхрани са 45% високим садржајем масти. Мишеви су држани на 22, 25, 27,5 или 30°C најмање три недеље. Температуре испод 22°C нису проучаване јер је стандардни смештај за животиње ретко испод собне температуре. Открили смо да су DIO мишеви нормалне тежине и мишеви са једним кругом слично реаговали на промене температуре у простору у смислу енергетске ефикасности (EE) и без обзира на услове у простору (са или без склоништа/материјала за гнездо). Међутим, док су мишеви нормалне тежине прилагођавали унос хране према EE, унос хране код DIO мишева је био углавном независан од EE, што је резултирало повећањем телесне тежине код мишева. Према подацима о телесној тежини, концентрације липида и кетонских тела у плазми показале су да DIO мишеви на 30°C имају позитивнији енергетски биланс него мишеви на 22°C. Основни разлози за разлике у равнотежи уноса енергије и EE између нормалне тежине и DIO мишева захтевају даља истраживања, али могу бити повезани са патофизиолошким променама код DIO мишева и ефектом дијете засноване на задовољству као резултат гојазне дијете.
ЕЕ се линеарно повећавала од 30 до 22°C и била је око 30% виша на 22°C у поређењу са 30°C (Сл. 1а,б). Брзина респираторне размене (RER) била је независна од температуре (Сл. 1ц,д). Унос хране био је у складу са динамиком ЕЕ и повећавао се са смањењем температуре (такође ~30% виша на 22°C у поређењу са 30°C (Сл. 1е,ф). Унос воде. Запремина и ниво активности нису зависили од температуре (Сл. 1г).
Мужјаци мишева (C57BL/6J, стари 20 недеља, индивидуални смештај, n=7) су смештени у метаболичким кавезима на 22°C недељу дана пре почетка студије. Два дана након прикупљања основних података, температура је повећавана у корацима од 2°C у 06:00 часова дневно (почетак светле фазе). Подаци су приказани као средња вредност ± стандардна грешка средње вредности, а тамна фаза (18:00–06:00 часова) је представљена сивим оквиром. а Потрошња енергије (kcal/h), б Укупна потрошња енергије на различитим температурама (kcal/24 h), ц Брзина респираторне размене (VCO2/VO2: 0,7–1,0), д Средња RER у светлој и тамној (VCO2/VO2) фази (нулта вредност је дефинисана као 0,7). e кумулативни унос хране (g), f укупни унос хране током 24 сата, g укупни унос воде током 24 сата (ml), h укупни унос воде током 24 сата, i кумулативни ниво активности (m) и j укупни ниво активности (m/24 сата). Мишеви су држани на назначеној температури 48 сати. Подаци приказани за 24, 26, 28 и 30°C односе се на последња 24 сата сваког циклуса. Мишеви су остајали храњени током целе студије. Статистичка значајност је тестирана поновљеним мерењима једносмерне ANOVA, након чега је уследио Тукијев тест вишеструког поређења. Звездице означавају значајност за почетну вредност од 22°C, сенчење означава значајност између осталих група као што је назначено. *П < 0,05, **П < 0,01, **П < 0,001, ****П < 0,0001. *П < 0,05, **П < 0,01, **П < 0,001, ****П < 0,0001. *П <0,05, **П <0,01, **П <0,001, ****П <0,0001. *П<0,05, **П<0,01, **П<0,001, ****П<0,0001. *П < 0,05, **П < 0,01, **П < 0,001, ****П < 0,0001. *П < 0,05, **П < 0,01, **П < 0,001, ****П < 0,0001. *П <0,05, **П <0,01, **П <0,001, ****П <0,0001. *П<0,05, **П<0,01, **П<0,001, ****П<0,0001.Просечне вредности су израчунате за цео експериментални период (0-192 сата). n = 7.
Као и код мишева нормалне тежине, ЕЕ се линеарно повећавао са смањењем температуре, и у овом случају, ЕЕ је такође био око 30% виши на 22°C у поређењу са 30°C (Сл. 2а,б). РЕР се није мењао на различитим температурама (Сл. 2ц,д). За разлику од мишева нормалне тежине, унос хране није био конзистентан са ЕЕ у функцији собне температуре. Унос хране, унос воде и ниво активности били су независни од температуре (Сл. 2е–ј).
Мужјаци (C57BL/6J, 20 недеља) DIO мишева су појединачно смештени у метаболичким кавезима на 22°C током једне недеље пре почетка студије. Мишеви могу да користе 45% HFD ad libitum. Након аклиматизације током два дана, прикупљени су основни подаци. Након тога, температура је повећавана у корацима од 2°C сваког другог дана у 06:00 (почетак светле фазе). Подаци су приказани као средња вредност ± стандардна грешка средње вредности, а тамна фаза (18:00–06:00 h) је представљена сивим оквиром. а Потрошња енергије (kcal/h), б Укупна потрошња енергије на различитим температурама (kcal/24 h), ц Брзина респираторне размене (VCO2/VO2: 0,7–1,0), д Средња RER у светлој и тамној (VCO2 /VO2) фази (нулта вредност је дефинисана као 0,7). e кумулативни унос хране (g), f укупни унос хране током 24 сата, g укупни унос воде током 24 сата (ml), h укупни унос воде током 24 сата, i кумулативни ниво активности (m) и j укупни ниво активности (m/24 сата). Мишеви су држани на назначеној температури 48 сати. Подаци приказани за 24, 26, 28 и 30°C односе се на последња 24 сата сваког циклуса. Мишеви су држани на 45% HFD до краја студије. Статистичка значајност је тестирана поновљеним мерењима једнофакторске ANOVA, након чега је уследио Тукијев тест вишеструког поређења. Звездице означавају значајност за почетну вредност од 22°C, сенчење означава значајност између осталих група као што је назначено. *П < 0,05, ***П < 0,001, ****П < 0,0001. *П < 0,05, ***П < 0,001, ****П < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *П<0,05, ***П<0,001, ****П<0,0001. *П < 0,05, ***П < 0,001, ****П < 0,0001. *П < 0,05, ***П < 0,001, ****П < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *П<0,05, ***П<0,001, ****П<0,0001.Просечне вредности су израчунате за цео експериментални период (0-192 сата). n = 7.
У другој серији експеримената, испитали смо утицај температуре околине на исте параметре, али овог пута између група мишева који су константно држани на одређеној температури. Мишеви су подељени у четири групе како би се минимизирале статистичке промене у средњој вредности и стандардној девијацији телесне тежине, масти и нормалне телесне тежине (Сл. 3а–ц). Након 7 дана аклиматизације, забележено је 4,5 дана ЕЕ. На ЕЕ значајно утиче температура околине и током дневних сати и ноћу (Сл. 3д), и линеарно се повећава како температура опада са 27,5°C на 22°C (Сл. 3е). У поређењу са другим групама, РЕР групе од 25°C је био донекле смањен, а није било разлика између преосталих група (Сл. 3ф,г). Унос хране паралелан са ЕЕ обрасцем а повећао се за приближно 30% на 22°C у поређењу са 30°C (Сл. 3х,и). Потрошња воде и нивои активности нису се значајно разликовали између група (Сл. 3ј,к). Излагање различитим температурама до 33 дана није довело до разлика у телесној тежини, мишићној маси и маси масти између група (Сл. 3н-с), али је резултирало смањењем мишићне телесне масе од приближно 15% у поређењу са самопроцењеним резултатима (Сл. 3н-с). 3б, р, ц)) и маса масти се повећала више од 2 пута (са ~1 г на 2–3 г, Сл. 3ц, т, ц). Нажалост, кабинет на 30°C има грешке у калибрацији и не може да пружи тачне податке о EE и RER.
- Телесна тежина (а), мишићна маса (б) и масна маса (ц) после 8 дана (један дан пре преласка на SABLE систем). д Потрошња енергије (кцал/х). е Просечна потрошња енергије (0–108 сати) на различитим температурама (кцал/24 сата). ф Однос респираторне размене (RER) (VCO2/VO2). г Средњи RER (VCO2/VO2). х Укупан унос хране (г). и Средњи унос хране (г/24 сата). ј Укупна потрошња воде (мл). к Просечна потрошња воде (мл/24 х). л Кумулативни ниво активности (м). м Просечан ниво активности (м/24 х). н телесна тежина 18. дана, о промена телесне тежине (од -8. до 18. дана), p мишићна маса 18. дана, q промена мишићне масе (од -8. до 18. дана), р масна маса 18. дана и промена масне масе (од -8. до 18. дана). Статистичка значајност поновљених мерења тестирана је Oneway-ANOVA методом, а затим Тукијевим тестом вишеструког поређења. *П < 0,05, **П < 0,01, ***П < 0,001, ****П < 0,0001. *П < 0,05, **П < 0,01, ***П < 0,001, ****П < 0,0001. *П <0,05, **П <0,01, ***П <0,001, ****П <0,0001. *П<0,05, **П<0,01, ***П<0,001, ****П<0,0001. *П < 0,05, **П < 0,01, ***П < 0,001, ****П < 0,0001. *П < 0,05, **П < 0,01, ***П < 0,001, ****П < 0,0001. *П <0,05, **П <0,01, ***П <0,001, ****П <0,0001. *П<0,05, **П<0,01, ***П<0,001, ****П<0,0001.Подаци су представљени као средња вредност + стандардна грешка средње вредности, тамна фаза (18:00-06:00 часова) је представљена сивим кутијама. Тачке на хистограмима представљају појединачне мишеве. Просечне вредности су израчунате за цео експериментални период (0-108 сати). n = 7.
Мишеви су били упарени по телесној тежини, мишићној маси и масној маси на почетку (слике 4а–ц) и одржавани су на 22, 25, 27,5 и 30°C као у студијама са мишевима нормалне тежине. Приликом упоређивања група мишева, веза између ЕЕ и температуре показала је сличну линеарну везу са температуром током времена код истих мишева. Дакле, мишеви држани на 22°C конзумирали су око 30% више енергије од мишева држаних на 30°C (слике 4д, е). Приликом проучавања ефеката код животиња, температура није увек утицала на РЕР (слика 4ф, г). Унос хране, унос воде и активност нису били значајно погођени температуром (слике 4х–м). Након 33 дана одгајања, мишеви на 30°C имали су значајно већу телесну тежину од мишева на 22°C (слика 4н). У поређењу са њиховим одговарајућим почетним вредностима, мишеви одгајани на 30°C имали су значајно већу телесну тежину од мишева одгајаних на 22°C (средња вредност ± стандардна грешка средње вредности: Сл. 4о). Релативно већи добитак на тежини био је последица повећања масне масе (Сл. 4п, q), а не повећања мршаве масе (Сл. 4р, с). У складу са нижом вредношћу ЕЕ на 30°C, експресија неколико БАТ гена који повећавају БАТ функцију/активност била је смањена на 30°C у поређењу са 22°C: Adra1a, Adrb3 и Prdm16. Други кључни гени који такође повећавају БАТ функцију/активност нису били погођени: Sema3a (регулација раста неурита), Tfam (митохондријална биогенеза), Adrb1, Adra2a, Pck1 (глуконеогенеза) и Cpt1a. Изненађујуће, Ucp1 и Vegf-a, повезани са повећаном термогеном активношћу, нису се смањили у групи на 30°C. У ствари, нивои Ucp1 код три миша били су виши него у групи од 22°C, а Vegf-a и Adrb2 су били значајно повишени. У поређењу са групом од 22°C, мишеви одржавани на 25°C и 27,5°C нису показали никакве промене (Додатна слика 1).
- Телесна тежина (а), мишићна маса (б) и масна маса (ц) после 9 дана (један дан пре преласка на SABLE систем). д Потрошња енергије (ЕЕ, kcal/h). e Просечна потрошња енергије (0–96 сати) на различитим температурама (kcal/24 сата). ф Однос респираторне размене (RER, VCO2/VO2). г Средњи RER (VCO2/VO2). h Укупан унос хране (г). i Средњи унос хране (г/24 сата). j Укупна потрошња воде (мл). к Просечна потрошња воде (мл/24 х). l Кумулативни ниво активности (м). м Просечан ниво активности (м/24 х). n Телесна тежина на 23. дан (г), o Промена телесне тежине, p Мишићна маса, q Промена мишићне масе (г) на 23. дан у поређењу са 9. даном, Промена масе масти (г) на 23. дан, масе масти (г) у поређењу са 8. даном, 23. дан у поређењу са -8. даном. Статистичка значајност поновљених мерења тестирана је Oneway-ANOVA методом, а затим Тукијевим тестом вишеструког поређења. *П < 0,05, ***П < 0,001, ****П < 0,0001. *П < 0,05, ***П < 0,001, ****П < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *П<0,05, ***П<0,001, ****П<0,0001. *П < 0,05, ***П < 0,001, ****П < 0,0001. *П < 0,05, ***П < 0,001, ****П < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *П<0,05, ***П<0,001, ****П<0,0001.Подаци су представљени као средња вредност + стандардна грешка средње вредности, тамна фаза (18:00-06:00 часова) је представљена сивим кутијама. Тачке на хистограмима представљају појединачне мишеве. Средње вредности су израчунате за цео експериментални период (0-96 сати). n = 7.
Као и људи, мишеви често стварају микроокружења како би смањили губитак топлоте у околину. Да бисмо квантификовали значај овог окружења за ЕЕ, проценили смо ЕЕ на 22, 25, 27,5 и 30°C, са или без кожних заштитних покривача и материјала за гнездо. На 22°C, додавање стандардних кожа смањује ЕЕ за око 4%. Накнадно додавање материјала за гнездо смањило је ЕЕ за 3–4% (Сл. 5а,б). Нису примећене значајне промене у RER, уносу хране, уносу воде или нивоима активности уз додавање кућица или кожа + постељине (Слика 5i–p). Додавање коже и материјала за гнездо такође је значајно смањило ЕЕ на 25 и 30°C, али су одговори били квантитативно мањи. На 27,5°C није примећена разлика. Приметно је да се у овим експериментима ЕЕ смањивао са повећањем температуре, у овом случају око 57% ниже од ЕЕ на 30°C у поређењу са 22°C (Сл. 5c–h). Иста анализа је спроведена само за светлосну фазу, где је ЕЕ био ближи базалној метаболизму, јер су се у овом случају мишеви углавном одмарали у кожи, што је резултирало упоредивим величинама ефеката на различитим температурама (Допунска слика 2а-х).
Подаци за мишеве из склоништа и материјала за гнездо (тамноплава), дома али без материјала за гнездо (светлоплава), и дома и материјала за гнездо (наранџаста). Потрошња енергије (EE, kcal/h) за собе a, c, e и g на 22, 25, 27,5 и 30 °C, b, d, f и h означавају EE (kcal/h). ip Подаци за мишеве смештене на 22°C: i брзина дисања (RER, VCO2/VO2), j средња вредност RER (VCO2/VO2), k кумулативни унос хране (g), l просечан унос хране (g/24 h), m укупни унос воде (mL), n просечна вредност уноса воде AUC (mL/24h), o укупна активност (m), p просечан ниво активности (m/24h). Подаци су приказани као средња вредност + стандардна грешка средње вредности, тамна фаза (18:00-06:00 h) је представљена сивим оквирима. Тачке на хистограмима представљају појединачне мишеве. Статистичка значајност поновљених мерења тестирана је Oneway-ANOVA методом, а затим Тукијевим тестом вишеструког поређења. *П < 0,05, **П < 0,01. *П < 0,05, **П < 0,01. *Р<0,05, **Р<0,01. *П<0,05, **П<0,01. *П < 0,05, **П < 0,01. *П < 0,05, **П < 0,01. *Р<0,05, **Р<0,01. *П<0,05, **П<0,01.Просечне вредности су израчунате за цео експериментални период (0-72 сата). n = 7.
Код мишева нормалне тежине (2-3 сата поста), узгој на различитим температурама није резултирао значајним разликама у плазма концентрацијама TG, 3-HB, холестерола, ALT и AST, али HDL као функција температуре. Слика 6a-e). Плазма концентрације лептина, инсулина, C-пептида и глукагона на гладно такође се нису разликовале између група (Слике 6g–j). На дан теста толеранције на глукозу (након 31 дана на различитим температурама), почетни ниво глукозе у крви (5-6 сати поста) био је приближно 6,5 mM, без разлике између група. Орална примена глукозе значајно је повећала концентрацију глукозе у крви у свим групама, али су и вршна концентрација и инкрементална површина испод кривих (iAUC) (15–120 мин) биле ниже у групи мишева смештених на 30 °C (појединачне временске тачке: P < 0,05–P < 0,0001, слика 6k, l) у поређењу са мишевима смештеним на 22, 25 и 27,5 °C (што се међусобно није разликовало). Орална примена глукозе значајно је повећала концентрацију глукозе у крви у свим групама, али су и вршна концентрација и инкрементална површина испод кривих (iAUC) (15–120 мин) биле ниже у групи мишева смештених на 30 °C (појединачне временске тачке: P < 0,05–P < 0,0001, слика 6k, l) у поређењу са мишевима смештеним на 22, 25 и 27,5 °C (што се међусобно није разликовало). Пероральное введение глукози знатно повишало концентрацију глукози у крви свих група, али како пиковаа концентрација, тако и плосадь прирасениа под кривими (иАУЦ) (15–120 мин) били су ниже у групи мишеј, содержившисьса при 30 °Ц (отдельние временние точки: П < 0,05–П < 0,00, рис. содржисимиса при 22, 25 и 27,5 ° Ц (которие не различались между собој). Орална примена глукозе значајно је повећала концентрацију глукозе у крви у свим групама, али су и вршна концентрација и инкрементална површина испод кривих (iAUC) (15–120 мин) биле ниже у групи мишева на 30°C (одвојене временске тачке: P < 0,05–P < 0,0001, слика 6k, l) у поређењу са мишевима држаним на 22, 25 и 27,5°C (што се није међусобно разликовало).口服葡萄糖的给药显着增加了所有组的血糖浓度， до 30 °Ц饲养的小鼠组中，峰值浓度和曲线下增加面积(иАУЦ) (15-120 分钟) 0,05–П < 0,0001，图6к，л）与饲养在22、25 27,5°Ц 的小鼠 (彼此之间没有差异)口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 佰 在 在 在 30 ° Ц 浓度 和 曲线 下 增加 面积 面积 (ИАУЦ) (15-120 分钟) 均 较 均 较 低 各 个 点 点 点 点 – 0 пп. 0,0001, 6к, л) од 22 до 25 до 27,5°ЦОрална примена глукозе значајно је повећала концентрацију глукозе у крви у свим групама, али су и вршна концентрација и површина испод криве (iAUC) (15–120 мин) биле ниже у групи мишева храњених на 30°C (све временске тачке).: П < 0,05–П < 0,0001, рис. : P < 0,05–P < 0,0001, Сл.6л, л) у поређењу са мишевима држаним на 22, 25 и 27,5°C (без разлике једни од других).
Плазматске концентрације TG, 3-HB, холестерола, HDL, ALT, AST, FFA, глицерола, лептина, инсулина, C-пептида и глукагона приказане су код одраслих мужјака DIO(al) мишева након 33 дана храњења на назначеној температури. Мишеви нису храњени 2-3 сата пре узорковања крви. Изузетак је био орални тест толеранције на глукозу, који је спроведен два дана пре краја студије на мишевима који су гладовали 5-6 сати и држани на одговарајућој температури 31 дан. Мишеви су изложени са 2 g/kg телесне тежине. Подаци о површини испод криве (L) изражени су као инкрементални подаци (iAUC). Подаци су представљени као средња вредност ± SEM. Тачке представљају појединачне узорке. *П < 0,05, **П < 0,01, **П < 0,001, ****П < 0,0001, н = 7. *П < 0,05, **П < 0,01, **П < 0,001, ****П < 0,0001, н = 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. *П < 0,05, **П < 0,01, **П < 0,001, ****П < 0,0001, н = 7. *П < 0,05, **П < 0,01, **П < 0,001, ****П < 0,0001, н = 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.
Код DIO мишева (такође који су гладовали 2-3 сата), концентрације холестерола у плазми, HDL, ALT, AST и FFA нису се разликовале између група. И TG и глицерол су били значајно повишени у групи на 30°C у поређењу са групом на 22°C (слике 7a–h). Насупрот томе, 3-GB је био око 25% нижи на 30°C у поређењу са 22°C (слика 7b). Дакле, иако су мишеви одржавани на 22°C имали укупно позитиван енергетски биланс, што сугерише повећање телесне тежине, разлике у концентрацијама TG, глицерола и 3-HB у плазми сугеришу да су мишеви на 22°C када је узорковање било мање него на 22°C. Мишеви одгајани на 30°C били су у релативно енергетски негативнијем стању. У складу са тим, концентрације екстрахованог глицерола и TG у јетри, али не и гликогена и холестерола, биле су веће у групи на 30°C (додатна слика 3a-d). Да бисмо истражили да ли су температурно зависне разлике у липолизу (мерено плазма ТГ и глицеролом) резултат унутрашњих промена у епидидималној или ингвиналној масти, на крају студије смо екстраховали масно ткиво из ових депоа и квантификовали слободне масне киселине ex vivo и ослобађање глицерола. У свим експерименталним групама, узорци масног ткива из епидидималних и ингвиналних депоа показали су најмање двоструко повећање производње глицерола и слободних масних киселина као одговор на стимулацију изопротеренолом (Допунска слика 4а–д). Међутим, није пронађен утицај температуре љуске на базалну или изопротеренолом стимулисану липолизу. У складу са већом телесном тежином и масном масом, нивои лептина у плазми били су значајно виши у групи са 30°C него у групи са 22°C (Слика 7и). Напротив, нивои инсулина и Ц-пептида у плазми нису се разликовали између температурних група (Слика 7к, к), али је глукагон у плазми показао зависност од температуре, али у овом случају скоро 22°C у супротној групи било је два пута више у поређењу са 30°C. ОД. Група Ц (Сл. 7л). FGF21 се није разликовао између различитих температурних група (Сл. 7м). На дан ОГТТ-а, почетни ниво глукозе у крви је био приближно 10 mM и није се разликовао између мишева смештених на различитим температурама (Сл. 7н). Орална примена глукозе повећала је ниво глукозе у крви и достигла врхунац у свим групама при концентрацији од око 18 mM 15 минута након дозирања. Није било значајних разлика у iAUC (15–120 мин) и концентрацијама у различитим временским тачкама након дозе (15, 30, 60, 90 и 120 мин) (Слика 7н, о).
Плазматске концентрације TG, 3-HB, холестерола, HDL, ALT, AST, FFA, глицерола, лептина, инсулина, C-пептида, глукагона и FGF21 приказане су код одраслих мужјака DIO (ao) мишева након 33 дана храњења на одређеној температури. Мишеви нису храњени 2-3 сата пре узорковања крви. Орални тест толеранције на глукозу био је изузетак јер је спроведен у дози од 2 г/кг телесне тежине два дана пре краја студије код мишева који су гладовали 5-6 сати и држани на одговарајућој температури 31 дан. Подаци о површини испод криве (o) приказани су као инкрементални подаци (iAUC). Подаци су представљени као средња вредност ± SEM. Тачке представљају појединачне узорке. *П < 0,05, **П < 0,01, **П < 0,001, ****П < 0,0001, н = 7. *П < 0,05, **П < 0,01, **П < 0,001, ****П < 0,0001, н = 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. *П < 0,05, **П < 0,01, **П < 0,001, ****П < 0,0001, н = 7. *П < 0,05, **П < 0,01, **П < 0,001, ****П < 0,0001, н = 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.
Преносивост података добијених глодарима на људе је сложено питање које игра централну улогу у тумачењу важности посматрања у контексту физиолошких и фармаколошких истраживања. Из економских разлога и ради олакшавања истраживања, мишеви се често држе на собној температури испод њихове термонеутралне зоне, што резултира активацијом различитих компензаторних физиолошких система који повећавају брзину метаболизма и потенцијално нарушавају преносивост9. Стога, излагање мишева хладноћи може учинити мишеве отпорним на гојазност изазвану исхраном и може спречити хипергликемију код пацова третираних стрептозотоцином због повећаног транспорта глукозе независног од инсулина. Међутим, није јасно у којој мери продужено излагање различитим релевантним температурама (од собне до термонеутралне) утиче на различиту енергетску хомеостазу мишева нормалне тежине (на храни) и DIO мишева (на HFD) и метаболичке параметре, као ни у којој мери су били у стању да уравнотеже повећање ЕЕ са повећањем уноса хране. Студија представљена у овом чланку има за циљ да унесе извесну јасноћу у ову тему.
Показали смо да је код одраслих мишева нормалне тежине и мужјака DIO мишева, ЕЕ обрнуто пропорционална собној температури између 22 и 30°C. Дакле, ЕЕ на 22°C била је око 30% виша него на 30°C код оба модела мишева. Међутим, важна разлика између мишева нормалне тежине и DIO мишева је у томе што, док су мишеви нормалне тежине постигли ЕЕ на нижим температурама прилагођавањем уноса хране у складу са тим, унос хране код DIO мишева варирао је на различитим нивоима. Температуре у студији биле су сличне. Након једног месеца, DIO мишеви држани на 30°C добили су више телесне тежине и масне масе него мишеви држани на 22°C, док нормални људи држани на истој температури и током истог временског периода нису довели до грознице. зависна разлика у телесној тежини. мишева нормалне тежине. У поређењу са температурама близу термонеутралне или на собној температури, раст на собној температури је довео до тога да су DIO или мишеви нормалне тежине на исхрани са високим садржајем масти, али не и на исхрани мишева нормалне тежине, добили релативно мању тежину. Потврђено другим студијама17,18,19,20,21 али не свима22,23.
Претпоставља се да способност стварања микроокружења за смањење губитка топлоте помера термичку неутралност улево8, 12. У нашој студији, и додавање материјала за гнездо и скривање смањили су енергетску ефикасност (EE), али нису резултирали термичком неутралношћу до 28°C. Стога, наши подаци не подржавају да би најнижа тачка термонеутралности код одраслих мишева са једним коленом, са или без кућица обогаћених еколошким условима, требало да буде 26-28°C као што је приказано8,12, али подржавају друге студије које показују термонеутралност. температуре од 30°C код мишева са ниском температуром7, 10, 24. Да ствар буде још компликованија, показало се да термонеутрална тачка код мишева није статична током дана јер је нижа током фазе одмора (светле фазе), вероватно због мање производње калорија као резултат активности и термогенезе изазване исхраном. Дакле, у светлосној фази, најнижа тачка термичке неутралности испоставља се да је ~29°C, а у тамној фази ~33°C25.
На крају крајева, однос између температуре околине и укупне потрошње енергије одређен је расипањем топлоте. У овом контексту, однос површине и запремине је важан фактор термичке осетљивости, који утиче и на расипање топлоте (површина) и на стварање топлоте (запремина). Поред површине, пренос топлоте је такође одређен изолацијом (брзина преноса топлоте). Код људи, масна маса може смањити губитак топлоте стварањем изолационе баријере око телесне љуске, а сугерисано је да је масна маса такође важна за термичку изолацију код мишева, снижавајући термонеутралну тачку и смањујући температурну осетљивост испод термички неутралне тачке (нагиб криве). температура околине у поређењу са ЕЕ)12. Наша студија није осмишљена да директно процени ову претпостављену везу јер су подаци о саставу тела прикупљени 9 дана пре него што су прикупљени подаци о потрошњи енергије и зато што масна маса није била стабилна током целе студије. Међутим, пошто мишеви нормалне тежине и DIO имају 30% нижу ЕЕ на 30°C него на 22°C упркос најмање 5 пута већој разлици у маси масти, наши подаци не подржавају да би гојазност требало да обезбеди основну изолацију. фактор, барем не у испитиваном температурном опсегу. Ово је у складу са другим студијама које су боље осмишљене да истраже ово4,24. У овим студијама, изолациони ефекат гојазности је био мали, али је утврђено да крзно пружа 30-50% укупне топлотне изолације4,24. Међутим, код мртвих мишева, топлотна проводљивост се повећала за око 450% одмах након смрти, што сугерише да је изолациони ефекат крзна неопходан за функционисање физиолошких механизама, укључујући вазоконстрикцију. Поред разлика у крзну између мишева и људи, на лош изолациони ефекат гојазности код мишева могу утицати и следећа разматрања: Изолациони фактор људске масне масе је углавном посредован поткожном масном масом (дебљином)26,27. Типично код глодара мање од 20% укупне животињске масти28. Поред тога, укупна маса масти можда није ни субоптимална мера топлотне изолације појединца, јер се тврди да је побољшана топлотна изолација компензована неизбежним повећањем површине (и самим тим повећаним губитком топлоте) како се маса масти повећава.
Код мишева нормалне тежине, концентрације ТГ, 3-ХБ, холестерола, ХДЛ, АЛТ и АСТ у плазми на гладно нису се мењале на различитим температурама скоро 5 недеља, вероватно зато што су мишеви били у истом стању енергетског биланса. Биле су исте по тежини и саставу тела као на крају студије. У складу са сличношћу у масној маси, није било разлика ни у нивоима лептина у плазми, нити у инсулину, Ц-пептиду и глукагону на гладно. Више сигнала је пронађено код ДИО мишева. Иако мишеви на 22°C такође нису имали укупни негативан енергетски биланс у овом стању (како су добијали на тежини), на крају студије су имали релативно већи енергетски дефицит у поређењу са мишевима узгајаним на 30°C, у условима као што су висока производња кетона од стране тела (3-ГБ) и смањење концентрације глицерола и ТГ у плазми. Међутим, разлике у липолизу зависне од температуре не изгледају као резултат интринзичних промена у епидидималној или ингвиналној масти, као што су промене у експресији липазе која реагује на адипохормон, пошто су СМА и глицерол ослобођени из масти екстраховане из ових депоа између Температурне групе су сличне једна другој. Иако нисмо истраживали симпатички тонус у тренутној студији, други су открили да је он (на основу срчане фреквенције и средњег артеријског притиска) линеарно повезан са температуром околине код мишева и да је приближно нижи на 30°C него на 22°C 20% C Дакле, разлике у симпатичком тонусу зависне од температуре могу играти улогу у липолизу у нашој студији, али пошто повећање симпатичког тонуса стимулише, а не инхибира липолизу, други механизми могу супротставити се овом смањењу код култивисаних мишева. Потенцијална улога у разградњи телесне масти. Собна температура. Штавише, део стимулативног ефекта симпатичког тонуса на липолизу је индиректно посредован снажном инхибицијом секреције инсулина, што истиче ефекат суплементације инсулином која прекида липолизу30, али у нашој студији, плазма инсулин на гладно и симпатички тонус Ц-пептида на различитим температурама нису били довољни да промене липолизу. Уместо тога, открили смо да су разлике у енергетском статусу највероватније главни допринос овим разликама код DIO мишева. Основни разлози који доводе до боље регулације уноса хране са EE код мишева нормалне тежине захтевају даља истраживања. Међутим, генерално, унос хране контролишу хомеостатски и хедонистички сигнали31,32,33. Иако постоји дебата о томе који је од ова два сигнала квантитативно важнији,31,32,33 добро је познато да дугорочна конзумација хране са високим садржајем масти доводи до понашања у исхрани заснованог на задовољству које је донекле неповезано са хомеостазом. . – регулисан унос хране34,35,36. Стога, повећано хедонистичко понашање у исхрани код DIO мишева третираних са 45% HFD може бити један од разлога зашто ови мишеви нису уравнотежили унос хране са EE. Занимљиво је да су разлике у апетиту и хормонима који регулишу глукозу у крви такође примећене код DIO мишева контролисаних температуром, али не и код мишева нормалне тежине. Код DIO мишева, нивои лептина у плазми су се повећавали са температуром, а нивои глукагона су се смањивали са температуром. Степен у којем температура може директно утицати на ове разлике заслужује даља истраживања, али у случају лептина, релативни негативни енергетски биланс и самим тим нижа маса масти код мишева на 22°C свакако су играли важну улогу, јер су маса масти и лептин у плазми у великој корелацији37. Међутим, тумачење сигнала глукагона је загонетније. Као и код инсулина, секреција глукагона је била снажно инхибирана повећањем симпатичког тонуса, али је предвиђено да ће највиши симпатички тонус бити у групи са 22°C, која је имала највеће концентрације глукагона у плазми. Инсулин је још један снажан регулатор глукагона у плазми, а инсулинска резистенција и дијабетес типа 2 су снажно повезани са хиперглукагонемијом на гладно и после оброка 38,39. Међутим, DIO мишеви у нашој студији су такође били неосетљиви на инсулин, тако да ово такође није могао бити главни фактор у повећању глукагон сигнализације у групи од 22°C. Садржај масти у јетри је такође позитивно повезан са повећањем концентрације глукагона у плазми, чији механизми, заузврат, могу укључивати резистенцију на глукагон у јетри, смањену производњу урее, повећане концентрације аминокиселина у циркулацији и повећану секрецију глукагона стимулисану аминокиселинама 40,41,42. Међутим, пошто се екстраховабилне концентрације глицерола и ТГ нису разликовале између температурних група у нашој студији, ово такође није могао бити потенцијални фактор у повећању концентрација у плазми у групи од 22°C. Тријодотиронин (Т3) игра кључну улогу у укупној брзини метаболизма и покретању метаболичке одбране од хипотермије 43,44. Дакле, концентрација Т3 у плазми, вероватно контролисана централно посредованим механизмима,45,46 повећава се и код мишева и код људи у условима који нису термонеутрални47, иако је повећање код људи мање, што је више предиспонирано код мишева. Ово је у складу са губитком топлоте у околину. У овој студији нисмо мерили концентрације Т3 у плазми, али концентрације су можда биле ниже у групи са 30°C, што може објаснити ефекат ове групе на нивое глукагона у плазми, јер смо ми (ажурирана слика 5а) и други показали да Т3 повећава глукагон у плазми на начин зависан од дозе. Пријављено је да тироидни хормони индукују експресију FGF21 у јетри. Као и глукагон, концентрације FGF21 у плазми су се такође повећавале са концентрацијама Т3 у плазми (додатна слика 5б и реф. 48), али у поређењу са глукагоном, концентрације FGF21 у плазми у нашој студији нису биле под утицајем температуре. Основни разлози за ову неслагање захтевају даља истраживања, али индукција FGF21 изазвана Т3 требало би да се јави на вишим нивоима изложености Т3 у поређењу са посматраним одговором глукагона изазваним Т3 (Допунска слика 5б).
Показано је да је HFD снажно повезан са оштећеном толеранцијом на глукозу и инсулинском резистенцијом (маркери) код мишева узгајаних на 22°C. Међутим, HFD није био повезан ни са оштећеном толеранцијом на глукозу ни са инсулинском резистенцијом када су узгајани у термонеутралном окружењу (овде дефинисаном као 28°C)19. У нашој студији, ова веза није поновљена код DIO мишева, али су мишеви нормалне тежине одржавани на 30°C значајно побољшали толеранцију на глукозу. Разлог за ову разлику захтева даља истраживања, али може бити под утицајем чињенице да су DIO мишеви у нашој студији били инсулински резистентни, са концентрацијама C-пептида у плазми на гладно и концентрацијама инсулина 12-20 пута вишим него код мишева нормалне тежине, а у крви на празан стомак концентрације глукозе су биле око 10 mM (око 6 mM при нормалној телесној тежини), што изгледа оставља мали прозор за било какве потенцијалне корисне ефекте излагања термонеутралним условима на побољшање толеранције на глукозу. Могући збуњујући фактор је то што се, из практичних разлога, OGTT спроводи на собној температури. Стога су мишеви смештени на вишим температурама доживели благи хладни шок, што може утицати на апсорпцију/клиренс глукозе. Међутим, на основу сличних концентрација глукозе у крви на гладно у различитим температурним групама, промене температуре околине можда нису значајно утицале на резултате.
Као што је раније поменуто, недавно је истакнуто да повећање собне температуре може ублажити неке реакције на хладни стрес, што може довести у питање преносивост података о мишевима на људе. Међутим, није јасно која је оптимална температура за држање мишева како би се опонашала људска физиологија. На одговор на ово питање могу утицати и област проучавања и крајња тачка која се проучава. Пример за то је ефекат исхране на акумулацију масти у јетри, толеранцију на глукозу и инсулинску резистенцију19. Што се тиче потрошње енергије, неки истраживачи верују да је термонеутралност оптимална температура за узгој, јер људима је потребно мало додатне енергије да би одржали температуру тела, а температуру једног крила за одрасле мишеве дефинишу као 30°C7,10. Други истраживачи верују да је температура упоредива са оном коју људи обично доживљавају са одраслим мишевима на једном колену 23-25°C, јер су открили да је термонеутралност 26-28°C и да је, на основу тога што су људи нижи за око 3°C, њихова доња критична температура, овде дефинисана као 23°C, је нешто 8,12. Наша студија је у складу са неколико других студија које наводе да се термичка неутралност не постиже на 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25, што указује да је 23-25°C прениско. Још један важан фактор који треба узети у обзир у вези са собном температуром и термонеутралношћу код мишева је појединачни или групни смештај. Када су мишеви смештени у групама, а не појединачно, као у нашој студији, осетљивост на температуру је смањена, вероватно због гужве животиња. Међутим, собна температура је и даље била испод LTL од 25 када су коришћене три групе. Можда најважнија међуврсна разлика у том погледу је квантитативни значај активности БАТ као одбране од хипотермије. Дакле, док су мишеви углавном компензовали свој већи губитак калорија повећањем активности БАТ, која је преко 60% ЕЕ само на 5°C,51,52 допринос људске активности БАТ ЕЕ био је значајно већи, много мањи. Стога, смањење активности БАТ може бити важан начин за повећање људске транслације. Регулација БАТ активности је сложена, али је често посредована комбинованим ефектима адренергичке стимулације, хормона штитне жлезде и експресије UCP114,54,55,56,57. Наши подаци указују да је потребно подићи температуру изнад 27,5°C у поређењу са мишевима на 22°C како би се откриле разлике у експресији БАТ гена одговорних за функцију/активацију. Међутим, разлике пронађене између група на 30 и 22°C нису увек указивале на повећање БАТ активности у групи на 22°C, јер су Ucp1, Adrb2 и Vegf-a били смањени у групи на 22°C. Основни узрок ових неочекиваних резултата тек треба да се утврди. Једна могућност је да њихова повећана експресија можда не одражава сигнал повишене собне температуре, већ акутни ефекат њиховог премештања са 30°C на 22°C на дан уклањања (мишеви су то доживели 5-10 минута пре полетања).
Опште ограничење наше студије је то што смо проучавали само мужке мишева. Друга истраживања сугеришу да пол може бити важно разматрање у нашим примарним индикацијама, јер су женке мишева са једним коленом осетљивије на температуру због веће топлотне проводљивости и одржавања строже контролисане температуре језгра. Поред тога, женке мишева (на ХФД) показале су већу повезаност уноса енергије са ЕЕ на 30 °C у поређењу са мужјацима мишева који су конзумирали више мишева истог пола (20 °C у овом случају) 20. Дакле, код женки мишева, ефекат субтермонетралног садржаја је већи, али има исти образац као код мужјака мишева. У нашој студији, фокусирали смо се на мужјаке мишева са једним коленом, јер су то услови под којима се спроводи већина метаболичких студија које испитују ЕЕ. Још једно ограничење наше студије било је то што су мишеви били на истој исхрани током целе студије, што је онемогућило проучавање важности собне температуре за метаболичку флексибилност (мерено променама РЕР за промене у исхрани у различитим саставима макронутријената) код женки и мужјака мишева држаних на 20 °C у поређењу са одговарајућим мишевима држаним на 30 °C.
Закључно, наша студија показује да су, као и у другим студијама, мишеви нормалне тежине у првом кругу термонеутрални изнад предвиђених 27,5°C. Поред тога, наша студија показује да гојазност није главни изолациони фактор код мишева са нормалном тежином или DIO, што резултира сличним односима температура:EE код DIO и мишева нормалне тежине. Док је унос хране код мишева нормалне тежине био у складу са EE и тиме одржавао стабилну телесну тежину током целог температурног опсега, унос хране код DIO мишева био је исти на различитим температурама, што је резултирало већим односом мишева на 30°C, а на 22°C су добијали више телесне тежине. Генерално, систематске студије које испитују потенцијални значај живота испод термонеутралних температура су оправдане због често примећене лоше толеранције између студија на мишевима и људима. На пример, у студијама гојазности, делимично објашњење за генерално лошију транслабилност може бити последица чињенице да се студије губитка тежине код мишева обично спроводе на животињама умерено хладном стресу које се држе на собној температури због њиховог повећаног EE. Преувеличан губитак тежине у поређењу са очекиваном телесном тежином особе, посебно ако механизам деловања зависи од повећања ЕЕ повећањем активности БАП-а, који је активнији и активиранији на собној температури него на 30°C.
У складу са данским Законом о експериментима на животињама (1987) и Националним институтима за здравље (публикација бр. 85-23) и Европском конвенцијом о заштити кичмењака који се користе у експерименталне и друге научне сврхе (Савет Европе бр. 123, Стразбур, 1985).
Мужјаци мишева C57BL/6J стари двадесет недеља су набављени од Janvier Saint Berthevin Cedex, Француска, и добијали су ad libitum стандардну храну (Altromin 1324) и воду (~22°C) након циклуса светлост:там од 12:12 сати на собној температури. Мужјаци DIO мишева (20 недеља) су набављени од истог добављача и добијали су ad libitum приступ исхрани са 45% високим садржајем масти (кат. бр. D12451, Research Diet Inc., Њу Џерзи, САД) и воду у условима узгоја. Мишеви су адаптирани на околину недељу дана пре почетка студије. Два дана пре преласка на систем индиректне калориметрије, мишеви су измерени, подвргнути МРИ скенирању (EchoMRI™, Тексас, САД) и подељени у четири групе које одговарају телесној тежини, масти и нормалној телесној тежини.
Графички дијаграм дизајна студије приказан је на слици 8. Мишеви су пребачени у затворени и температурно контролисани систем индиректне калориметрије у компанији Sable Systems Internationals (Невада, САД), који је укључивао мониторе квалитета хране и воде и Promethion BZ1 оквир који је бележио нивое активности мерењем прекида снопа. XYZ. Мишеви (n = 8) су смештени појединачно на 22, 25, 27,5 или 30°C користећи постељину, али без склоништа и материјала за гнездо, у циклусу светлост:там од 12:12 сати (светло: 06:00–18:00). 2500 мл/мин. Мишеви су аклиматизовани 7 дана пре регистрације. Снимци су прикупљани четири дана заредом. Након тога, мишеви су држани на одговарајућим температурама од 25, 27,5 и 30°C додатних 12 дана, након чега су додати ћелијски концентрати као што је описано у наставку. У међувремену, групе мишева држаних на 22°C држане су на овој температури још два дана (да би се прикупили нови основни подаци), а затим је температура повећавана у корацима од 2°C сваког другог дана на почетку светлосне фазе (06:00) док није достигла 30°C. Након тога, температура је снижена на 22°C и подаци су прикупљани још два дана. Након два додатна дана снимања на 22°C, кожице су додате у све ћелије на свим температурама, а прикупљање података је почело другог дана (17. дан) и током три дана. Након тога (20. дан), материјал за гнежђење (8-10 г) је додат у све ћелије на почетку светлосног циклуса (06:00) и подаци су прикупљани још три дана. Тако су на крају студије мишеви држани на 22°C држани на овој температури 21/33 дана и на 22°C последњих 8 дана, док су мишеви на другим температурама држани на овој температури 33 дана /33 дана. Мишеви су храњени током периода студије.
Мишеви нормалне тежине и DIO пратили су исте процедуре студије. На дан -9, мишеви су измерени, скенирани магнетном резонанцом и подељени у групе упоредиве по телесној тежини и саставу тела. На дан -7, мишеви су пребачени у затворени систем индиректне калориметрије са контролисаном температуром, произвођача SABLE Systems International (Невада, САД). Мишеви су смештени појединачно са постељином, али без материјала за гнезда или склоништа. Температура је подешена на 22, 25, 27,5 или 30 °C. Након једне недеље аклиматизације (дани -7 до 0, животиње нису узнемираване), подаци су прикупљани током четири узастопна дана (дани 0-4, подаци приказани на сликама 1, 2, 5). Након тога, мишеви држани на 25, 27,5 и 30°C држани су под константним условима до 17. дана. Истовремено, температура у групи од 22°C повећавана је у интервалима од 2°C сваког другог дана подешавањем температурног циклуса (06:00 часова) на почетку излагања светлости (подаци су приказани на слици 1). 15. дана температура је пала на 22°C и прикупљени су подаци за два дана како би се обезбедили основни подаци за наредне третмане. Коже су додате свим мишевима 17. дана, а материјал за гнездо је додат 20. дана (слика 5). 23. дана, мишеви су измерени и подвргнути МРИ скенирању, а затим остављени сами 24 сата. 24. дана, мишеви су гладовали од почетка фотопериода (06:00) и примали су ОГТТ (2 г/кг) у 12:00 (6-7 сати гладовања). Након тога, мишеви су враћени у своје одговарајуће SABLE услове и еутаназирани другог дана (25. дан).
DIO мишеви (n = 8) су пратили исти протокол као и мишеви нормалне тежине (као што је горе описано и на слици 8). Мишеви су одржавали 45% HFD током експеримента утрошка енергије.
VO2 и VCO2, као и притисак водене паре, забележени су на фреквенцији од 1 Hz са временском константом ћелије од 2,5 мин. Унос хране и воде је прикупљан континуираним снимањем (1 Hz) тежине канти са храном и водом. Коришћени монитор квалитета је пријавио резолуцију од 0,002 г. Нивои активности су забележени помоћу 3D XYZ монитора са низом зрака, подаци су прикупљани на интерној резолуцији од 240 Hz и пријављивани сваке секунде како би се квантификовала укупна пређена удаљеност (m) са ефективном просторном резолуцијом од 0,25 цм. Подаци су обрађени помоћу програма Sable Systems Macro Interpreter v.2.41, израчунавајући EE и RER и филтрирајући одступајуће вредности (нпр. лажни оброци). Макро интерпретер је конфигурисан да избацује податке за све параметре сваких пет минута.
Поред регулације ЕЕ, температура околине може регулисати и друге аспекте метаболизма, укључујући постпрандијални метаболизам глукозе, регулисањем секреције хормона који метаболизују глукозу. Да бисмо тестирали ову хипотезу, коначно смо завршили студију телесне температуре изазивајући мишеве нормалне тежине оралним оптерећењем глукозом у облику диоксида уља (2 г/кг). Методе су детаљно описане у додатним материјалима.
На крају студије (25. дан), мишеви су гладовали 2-3 сата (почев од 06:00), анестезирани изофлураном и потпуно искрварени ретроорбиталном венепункцијом. Квантификација липида у плазми и хормона и липида у јетри описана је у Додатним материјалима.
Да би се испитало да ли температура љуске изазива суштинске промене у масном ткиву које утичу на липолизу, ингвинално и епидидимално масно ткиво је директно исечено из мишева након последње фазе крварења. Ткива су обрађена коришћењем новоразвијеног ex vivo теста липолизе описаног у Додатним методама.
Смеђе масно ткиво (БАТ) је сакупљено на дан завршетка студије и обрађено као што је описано у додатним методама.
Подаци су представљени као средња вредност ± SEM. Графикони су креирани у програму GraphPad Prism 9 (Ла Хоја, Калифорнија), а графике су уређене у програму Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, Сан Хозе, Калифорнија). Статистичка значајност је процењена у програму GraphPad Prism и тестирана упареним t-тестом, једносмерном/двосмерном ANOVA анализом са поновљеним мерењима, праћеном Тукијевим тестом вишеструких поређења, или неупареном једносмерном ANOVA анализом, праћеном Тукијевим тестом вишеструких поређења, по потреби. Гаусова расподела података је валидирана Д'Агостино-Пирсоновим тестом нормалности пре тестирања. Величина узорка је назначена у одговарајућем одељку одељка „Резултати“, као и у легенди. Понављање је дефинисано као свако мерење извршено на истој животињи (in vivo или на узорку ткива). Што се тиче репродуктивности података, повезаност између потрошње енергије и температуре кућишта је показана у четири независне студије користећи различите мишеве са сличним дизајном студије.
Детаљни експериментални протоколи, материјали и необрађени подаци доступни су на разуман захтев од главног аутора Рунеа Е. Кухреа. Ова студија није генерисала нове јединствене реагенсе, трансгене животињске/ћелијске линије или податке о секвенцирању.
За више информација о дизајну студије, погледајте апстракт извештаја о истраживању природе који је повезан са овим чланком.
Сви подаци формирају графикон. 1-7 су депоновани у репозиторијуму базе података Science, приступни број: 1253.11.sciencedb.02284 или https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284. Подаци приказани у ESM-у могу бити послати Рунеу Е. Кухреу након разумног тестирања.
Нилсон, К., Раун, К., Јан, ФФ, Ларсен, МО и Танг-Кристенсен, М. Лабораторијске животиње као сурогатни модели људске гојазности. Нилсон, К., Раун, К., Јан, ФФ, Ларсен, МО и Танг-Кристенсен, М. Лабораторијске животиње као сурогатни модели људске гојазности.Нилсон К, Раун К, Јанг ФФ, Ларсен МО и Танг-Кристенсен М. Лабораторијске животиње као сурогатни модели људске гојазности. Нилссон, Ц., Раун, К., Иан, ФФ, Ларсен, МО и Танг-Цхристенсен, М. 实验动物作为人类肥胖的替代模型。 Нилсон, К., Раун, К., Јан, ФФ, Ларсен, МО и Танг-Кристенсен, М. Експерименталне животиње као заменски модел за људе.Нилсон К, Раун К, Јанг ФФ, Ларсен МО и Танг-Кристенсен М. Лабораторијске животиње као сурогатни модели гојазности код људи.Acta Pharmacology. криминал 33, 173–181 (2012).
Гилпин, ДА Израчунавање нове Мијеве константе и експериментално одређивање величине опекотина. Burns 22, 607–611 (1996).
Гордон, СЈ Терморегулаторни систем миша: његове импликације за пренос биомедицинских података на људе. физиологија. Понашање. 179, 55-66 (2017).
Фисцхер, АВ, Цсикасз, РИ, вон Ессен, Г., Цаннон, Б. & Недергаард, Ј. Нема изолационог ефекта гојазности. Фисцхер, АВ, Цсикасз, РИ, вон Ессен, Г., Цаннон, Б. & Недергаард, Ј. Нема изолационог ефекта гојазности.Фисцхер АВ, Цхикасх РИ, вон Ессен Г., Цаннон Б. и Недергаард Ј. Нема ефекта изолације гојазности. Фисцхер, АВ, Цсикасз, РИ, вон Ессен, Г., Цаннон, Б. & Недергаард, Ј. 肥胖没有绝缘作用。 Фисцхер, АВ, Цсикасз, РИ, вон Ессен, Г., Цаннон, Б. и Недергаард, Ј. Фисцхер, АВ, Цсикасз, РИ, вон Ессен, Г., Цаннон, Б. & Недергаард, Ј. Ожирение не имеет изолируусего еффекта. Фисцхер, АВ, Цсикасз, РИ, вон Ессен, Г., Цаннон, Б. & Недергаард, Ј. Гојазност нема ефекат изолације.Да. Ј. Физиологија. ендокрини. метаболизам. 311, Е202–Е213 (2016).
Ли, П. и др. Температурно адаптирано смеђе масно ткиво модулира осетљивост на инсулин. Дијабетес 63, 3686–3698 (2014).
Накхон, КЈ и др. Нижа критична температура и термогенеза индукована хладноћом биле су обрнуто пропорционалне телесној тежини и базалном метаболизму код мршавих и гојазних особа. J. Warmly. biology. 69, 238–248 (2017).
Фишер, АВ, Кенон, Б. и Недергард, Ј. Оптималне температуре смештаја за мишеве које имитирају термално окружење људи: Експериментална студија. Фишер, АВ, Кенон, Б. и Недергард, Ј. Оптималне температуре смештаја за мишеве које имитирају термално окружење људи: Експериментална студија.Фишер, АВ, Кенон, Б. и Недергард, Ј. Оптималне температуре у кући за мишеве које имитирају људско термално окружење: Експериментална студија. Фисцхер, АВ, Цаннон, Б. & Недергаард, Ј. 小鼠模拟人类热环境的最佳住房温度：一项实验研究。 Фишер, АВ, Цаннон, Б. и Недергаард, Ј.Фишер АВ, Кенон Б. и Недергард Ј. Оптимална температура смештаја за мишеве који симулирају људско термално окружење: Експериментална студија.Мур. метаболизам. 7, 161–170 (2018).
Кеијер, Ј., Ли, М. и Спикман, ЈР Која је најбоља температура смештаја за преношење експеримената на мишевима на људе? Кеијер, Ј., Ли, М. и Спикман, ЈР Која је најбоља температура смештаја за преношење експеримената на мишевима на људе?Кејер Ј, Ли М и Спикман ЈР Која је најбоља собна температура за пренос експеримената са мишева на људе? Кеијер, Ј., Ли, М. и Спеакман, ЈР 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？ Кеијер, Ј., Ли, М. и Спеакман, ЈРКејер Ј, Ли М и Спикман ЈР Која је оптимална температура љуске за пренос експеримената са мишева на људе?Мур. метаболизам. 25, 168–176 (2019).
Сили, РЈ и Макдугалд, ОА Мишеви као експериментални модели за људску физиологију: када је важно неколико степени у температури смештаја. Сили, РЈ и Макдугалд, ОА Мишеви као експериментални модели за људску физиологију: када је важно неколико степени у температури смештаја. Сеелеи, РЈ & МацДоугалд, ОА Миши как експериментальние модели дла физиологии человека: когда неколико градусов в жилисе имеут значение. Сили, РЈ и Макдугалд, ОА Мишеви као експериментални модели за људску физиологију: када неколико степени у стану прави разлику. Сеелеи, РЈ & МацДоугалд, ОА 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。 Сили, РЈ и Макдугалд, ОА Миши Сеелеи, РЈ & МацДоугалд, ОА как експериментальнаа модель физиологии человека: когда неколико градусов температур в помесении имеут значение. Сили, РЈ и Макдугалд, ОА Мишеви као експериментални модел људске физиологије: када је важно неколико степени собне температуре.Национални метаболизам. 3, 443–445 (2021).
Фишер, АВ, Кенон, Б. и Недергард, Ј. Одговор на питање „Која је најбоља температура смештаја за преношење експеримената на мишевима на људе?“ Фишер, АВ, Кенон, Б. и Недергард, Ј. Одговор на питање „Која је најбоља температура смештаја за преношење експеримената на мишевима на људе?“ Фишер, АВ, Кенон, Б. и Недергард, Ј. Одговор на питање „Која је најбоља собна температура за пренос експеримената са мишева на људе?“ Фисцхер, АВ, Цаннон, Б. & Недергаард, Ј. 问题的答案“将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多”度是多 Фишер, АВ, Цаннон, Б. и Недергаард, Ј.Фишер АВ, Кенон Б. и Недергард Ј. Одговори на питање „Која је оптимална температура љуске за пренос експеримената са мишева на људе?“Да: термонеутрално. Мур. метаболизам. 26, 1-3 (2019).
Време објаве: 28. октобар 2022.
