Hvala što ste posjetili Nature.com.Verzija preglednika koju koristite ima ograničenu podršku za CSS.Za najbolje iskustvo preporučujemo da koristite ažurirani preglednik (ili onemogućite način kompatibilnosti u Internet Exploreru).U međuvremenu, kako bismo osigurali kontinuiranu podršku, prikazat ćemo stranicu bez stilova i JavaScripta.
Većina metaboličkih studija na miševima provodi se na sobnoj temperaturi, iako pod tim uvjetima, za razliku od ljudi, miševi troše puno energije na održavanje unutarnje temperature.Ovdje opisujemo normalnu težinu i pretilost izazvanu prehranom (DIO) kod C57BL/6J miševa hranjenih chow chow hranom ili hranom s 45% masti.Miševi su stavljeni 33 dana na 22, 25, 27,5 i 30°C u indirektni kalorimetrijski sustav.Pokazali smo da potrošnja energije raste linearno od 30°C do 22°C i da je oko 30% viša pri 22°C u oba modela miša.Kod miševa normalne težine, unos hrane poništio je EE.Nasuprot tome, DIO miševi nisu smanjili unos hrane kada se EE smanjio.Tako su na kraju istraživanja miševi na 30°C imali veću tjelesnu težinu, masnu masu i glicerol i trigliceride u plazmi od miševa na 22°C.Neravnoteža kod DIO miševa može biti posljedica povećane prehrane temeljene na užitku.
Miš je najčešće korišten životinjski model za proučavanje ljudske fiziologije i patofiziologije, a često je i zadana životinja koja se koristi u ranim fazama otkrivanja i razvoja lijekova.Međutim, miševi se razlikuju od ljudi na nekoliko važnih fizioloških načina, i dok se alometrijsko skaliranje može u određenoj mjeri koristiti za prevođenje na ljude, ogromne razlike između miševa i ljudi leže u termoregulaciji i energetskoj homeostazi.Ovo pokazuje temeljnu nedosljednost.Prosječna tjelesna masa odraslih miševa je najmanje tisuću puta manja od one odraslih (50 g naspram 50 kg), a omjer površine i mase razlikuje se oko 400 puta zbog nelinearne geometrijske transformacije koju je opisao Mee .Jednadžba 2. Kao rezultat toga, miševi gube značajno više topline u odnosu na svoj volumen, pa su osjetljiviji na temperaturu, skloniji hipotermiji i imaju prosječnu bazalnu metaboličku stopu deset puta veću od one kod ljudi.Na standardnoj sobnoj temperaturi (~22°C), miševi moraju povećati svoju ukupnu potrošnju energije (EE) za oko 30% kako bi održali tjelesnu temperaturu.Na nižim temperaturama, EE se još više povećava za oko 50% i 100% na 15 i 7°C u usporedbi s EE na 22°C.Stoga standardni uvjeti držanja izazivaju odgovor na hladni stres, što bi moglo ugroziti prenosivost rezultata miševa na ljude, jer ljudi koji žive u modernim društvima provode većinu svog vremena u termoneutralnim uvjetima (jer nas manji omjer površine površine i volumena čini manje osjetljivima na temperatura, dok oko nas stvaramo termoneutralnu zonu (EE iznad bazalne brzine metabolizma) se proteže oko 19 do 30°C6, dok miševi imaju viši i uži pojas koji se proteže samo 2–4°C7,8 Zapravo, ovo je važno. aspekt je dobio značajnu pozornost posljednjih godina4, 7,8,9,10,11,12 i sugerirano je da se neke "razlike u vrstama" mogu ublažiti povećanjem temperature ljuske 9. Međutim, ne postoji konsenzus o temperaturnom rasponu što predstavlja termoneutralnost kod miševa.Dakle, je li niža kritična temperatura u termoneutralnom rasponu kod miševa s jednim koljenom bliža 25°C ili bliža 30°C4, 7, 8, 10, 12 ostaje kontroverzna.EE i drugi metabolički parametri ograničeni su na nekoliko sati do dana, tako da nije jasno u kojoj mjeri produljena izloženost različitim temperaturama može utjecati na metaboličke parametre kao što je tjelesna težina.potrošnja, korištenje supstrata, tolerancija na glukozu i koncentracije lipida i glukoze u plazmi i hormoni koji reguliraju apetit.Osim toga, potrebna su daljnja istraživanja kako bi se utvrdilo u kojoj mjeri prehrana može utjecati na te parametre (DIO miševi na dijeti s visokim udjelom masnoće možda su više orijentirani na (hedonističku) prehranu temeljenu na užitku).Kako bismo pružili više informacija o ovoj temi, ispitali smo učinak temperature uzgoja na gore navedene metaboličke parametre kod odraslih muških miševa normalne težine i pretilih (DIO) miševa uzrokovanih dijetom na prehrani s 45% masti.Miševi su držani na 22, 25, 27,5 ili 30°C najmanje tri tjedna.Temperature ispod 22°C nisu proučavane jer je standardni smještaj životinja rijetko ispod sobne temperature.Otkrili smo da su DIO miševi normalne težine i jednokružni DIO miševi reagirali na sličan način na promjene temperature ograđenog prostora u smislu EE i bez obzira na uvjete ograđenog prostora (sa ili bez materijala za zaklon/gniježđenje).Međutim, dok su miševi normalne težine prilagodili svoj unos hrane prema EE, unos hrane DIO miševa bio je u velikoj mjeri neovisan o EE, što je rezultiralo povećanjem težine miševa.Prema podacima o tjelesnoj težini, koncentracije lipida i ketonskih tijela u plazmi pokazale su da DIO miševi na 30°C imaju pozitivniju energetsku bilancu od miševa na 22°C.Temeljni razlozi za razlike u ravnoteži unosa energije i EE između normalne težine i DIO miševa zahtijevaju daljnje proučavanje, ali mogu biti povezani s patofiziološkim promjenama u DIO miševa i učinkom prehrane temeljene na užitku kao rezultatom pretile prehrane.
EE je rastao linearno od 30 do 22°C i bio je oko 30% veći na 22°C u usporedbi s 30°C (Sl. 1a,b).Stopa respiratorne izmjene (RER) bila je neovisna o temperaturi (Slika 1c, d).Unos hrane bio je u skladu s dinamikom EE i povećavao se s padom temperature (također ~30% više na 22°C u usporedbi s 30°C (Sl. 1e,f). Unos vode. Volumen i razina aktivnosti nisu ovisili o temperaturi (Sl. 1g ).
Muški miševi (C57BL/6J, stari 20 tjedana, pojedinačno držanje, n=7) držani su u metaboličkim kavezima na 22°C jedan tjedan prije početka studije.Dva dana nakon prikupljanja pozadinskih podataka, temperatura je podignuta u koracima od 2°C u 06:00 sati dnevno (početak svijetle faze).Podaci su prikazani kao srednja vrijednost ± standardna pogreška srednje vrijednosti, a tamna faza (18:00-06:00 h) predstavljena je sivim okvirom.a Potrošnja energije (kcal/h), b Ukupna potrošnja energije pri različitim temperaturama (kcal/24 h), c Stopa respiratorne izmjene (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d Srednji RER u fazi svjetla i mraka (VCO2 /VO2) (nulta vrijednost definirana je kao 0,7).e kumulativni unos hrane (g), f 24-satni ukupni unos hrane, g 24-satni ukupni unos vode (ml), h 24-satni ukupni unos vode, i kumulativna razina aktivnosti (m) i j ukupna razina aktivnosti (m/24h) .).Miševi su držani na navedenoj temperaturi 48 sati.Podaci prikazani za 24, 26, 28 i 30°C odnose se na zadnja 24 sata svakog ciklusa.Miševi su ostali hranjeni tijekom cijele studije.Statistička značajnost testirana je ponovljenim mjerenjima jednosmjerne ANOVA praćene Tukeyevim testom višestruke usporedbe.Zvjezdice označavaju značaj za početnu vrijednost od 22°C, sjenčanje označava značaj između ostalih skupina kako je naznačeno. *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.Prosječne vrijednosti izračunate su za cijelo eksperimentalno razdoblje (0-192 sata).n = 7.
Kao i u slučaju miševa normalne težine, EE je rastao linearno s padom temperature, au ovom slučaju, EE je također bio oko 30% veći na 22°C u usporedbi s 30°C (Slika 2a,b).RER se nije mijenjao pri različitim temperaturama (sl. 2c, d).Za razliku od miševa normalne težine, unos hrane nije bio u skladu s EE kao funkcijom sobne temperature.Unos hrane, unos vode i razina aktivnosti bili su neovisni o temperaturi (Slike 2e–j).
Muški (C57BL/6J, 20 tjedana) DIO miševi pojedinačno su držani u metaboličkim kavezima na 22°C tjedan dana prije početka studije.Miševi mogu koristiti 45% HFD ad libitum.Nakon aklimatizacije od dva dana, prikupljeni su osnovni podaci.Nakon toga, temperatura je povisivana u koracima od 2°C svaki drugi dan u 06:00 (početak svijetle faze).Podaci su prikazani kao srednja vrijednost ± standardna pogreška srednje vrijednosti, a tamna faza (18:00-06:00 h) predstavljena je sivim okvirom.a Potrošnja energije (kcal/h), b Ukupna potrošnja energije pri različitim temperaturama (kcal/24 h), c Stopa respiratorne izmjene (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d Srednji RER u fazi svjetla i mraka (VCO2 /VO2) (nulta vrijednost definirana je kao 0,7).e kumulativni unos hrane (g), f 24-satni ukupni unos hrane, g 24-satni ukupni unos vode (ml), h 24-satni ukupni unos vode, i kumulativna razina aktivnosti (m) i j ukupna razina aktivnosti (m/24h) .).Miševi su držani na navedenoj temperaturi 48 sati.Podaci prikazani za 24, 26, 28 i 30°C odnose se na zadnja 24 sata svakog ciklusa.Miševi su održavani na 45% HFD do kraja studije.Statistička značajnost testirana je ponovljenim mjerenjima jednosmjerne ANOVA praćene Tukeyevim testom višestruke usporedbe.Zvjezdice označavaju značaj za početnu vrijednost od 22°C, sjenčanje označava značaj između ostalih skupina kako je naznačeno. *P <0,05, ***P <0,001, ****P <0,0001. *P <0,05, ***P <0,001, ****P <0,0001. *R<0,05, ***R<0,001, ****R<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. *R<0,05, ***R<0,001, ****R<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001.Prosječne vrijednosti izračunate su za cijelo eksperimentalno razdoblje (0-192 sata).n = 7.
U drugoj seriji eksperimenata ispitivali smo utjecaj temperature okoline na iste parametre, ali ovaj put između skupina miševa koji su stalno držani na određenoj temperaturi.Miševi su podijeljeni u četiri skupine kako bi se minimalizirale statističke promjene u srednjoj i standardnoj devijaciji tjelesne težine, masti i normalne tjelesne težine (Slika 3a-c).Nakon 7 dana aklimatizacije zabilježeno je 4,5 dana EE.Na EE značajno utječe temperatura okoline i tijekom dnevnih sati i noću (Slika 3d), i raste linearno kako se temperatura smanjuje sa 27,5°C na 22°C (Slika 3e).U usporedbi s drugim skupinama, RER skupine s 25°C donekle je smanjen, a između ostalih skupina nije bilo razlika (sl. 3f,g).Unos hrane paralelno s uzorkom EE povećao se za približno 30% na 22°C u usporedbi s 30°C (Sl. 3h,i).Potrošnja vode i razine aktivnosti nisu se značajno razlikovale između skupina (Slika 3j,k).Izlaganje različitim temperaturama do 33 dana nije dovelo do razlika u tjelesnoj težini, nemasnoj masi i masnoj masi između skupina (slika 3n-s), ali je rezultiralo smanjenjem nemasne tjelesne mase od približno 15% u usporedbi s samoprocjene rezultata (Sl. 3n-s).3b, r, c)), a masna masa se povećala više od 2 puta (s ~1 g na 2–3 g, sl. 3c, t, c).Nažalost, kabinet od 30°C ima pogreške u kalibraciji i ne može dati točne EE i RER podatke.
- Tjelesna težina (a), nemasna masa (b) i masna masa (c) nakon 8 dana (jedan dan prije prelaska na SABLE sustav).d Potrošnja energije (kcal/h).e Prosječna potrošnja energije (0–108 sati) na različitim temperaturama (kcal/24 sata).f Omjer respiratorne izmjene (RER) (VCO2/VO2).g Srednji RER (VCO2/VO2).h Ukupni unos hrane (g).i Srednji unos hrane (g/24 sata).j Ukupna potrošnja vode (ml).k Prosječna potrošnja vode (ml/24 h).l Kumulativna razina aktivnosti (m).m Prosječna razina aktivnosti (m/24 h).n tjelesna težina 18. dana, o promjena tjelesne težine (od -8. do 18. dana), p nemasna masa 18. dan, q promjena nemasne mase (od -8. do 18. dana), r masna masa 18. dan , te promjena masne mase (od -8 do 18 dana).Statistička značajnost ponovljenih mjerenja testirana je Oneway-ANOVA-om praćenom Tukeyevim testom višestruke usporedbe. *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.Podaci su prikazani kao srednja vrijednost + standardna pogreška srednje vrijednosti, tamna faza (18:00-06:00 h) predstavljena je sivim okvirima.Točke na histogramima predstavljaju pojedinačne miševe.Prosječne vrijednosti izračunate su za cijelo eksperimentalno razdoblje (0-108 sati).n = 7.
Miševima je uspoređivana tjelesna težina, nemasna masa i masna masa na početku (slike 4a–c) i održavani su na 22, 25, 27,5 i 30°C kao u studijama s miševima normalne težine..Kada se uspoređuju skupine miševa, odnos između EE i temperature pokazao je sličan linearni odnos s temperaturom tijekom vremena kod istih miševa.Tako su miševi držani na 22°C potrošili oko 30% više energije nego miševi držani na 30°C (Sl. 4d, e).Prilikom proučavanja učinaka na životinjama, temperatura nije uvijek utjecala na RER (Sl. 4f,g).Temperatura nije značajno utjecala na unos hrane, unos vode i aktivnost (Slike 4h–m).Nakon 33 dana uzgoja, miševi na 30°C imali su značajno veću tjelesnu težinu od miševa na 22°C (slika 4n).U usporedbi s odgovarajućim osnovnim točkama, miševi uzgojeni na 30°C imali su znatno veću tjelesnu težinu od miševa uzgojenih na 22°C (srednja vrijednost ± standardna pogreška srednje vrijednosti: slika 4o).Relativno veće povećanje tjelesne težine bilo je posljedica povećanja masne mase (Slika 4p, q), a ne povećanja nemasne mase (Slika 4r, s).U skladu s nižom vrijednošću EE na 30°C, ekspresija nekoliko BAT gena koji povećavaju BAT funkciju/aktivnost smanjena je na 30°C u usporedbi s 22°C: Adra1a, Adrb3 i Prdm16.Ostali ključni geni koji također povećavaju funkciju/aktivnost BAT-a nisu pogođeni: Sema3a (regulacija rasta neurita), Tfam (mitohondrijska biogeneza), Adrb1, Adra2a, Pck1 (glukoneogeneza) i Cpt1a.Iznenađujuće, Ucp1 i Vegf-a, povezani s povećanom termogenom aktivnošću, nisu se smanjili u skupini na 30°C.U stvari, razine Ucp1 u tri miša bile su više nego u skupini na 22°C, a Vegf-a i Adrb2 bili su značajno povišeni.U usporedbi sa skupinom na 22 °C, miševi držani na 25 °C i 27,5 °C nisu pokazali promjene (dodatna slika 1).
- Tjelesna težina (a), nemasna masa (b) i masna masa (c) nakon 9 dana (jedan dan prije prelaska na SABLE sustav).d Potrošnja energije (EE, kcal/h).e Prosječna potrošnja energije (0–96 sati) na različitim temperaturama (kcal/24 sata).f Omjer respiratorne izmjene (RER, VCO2/VO2).g Srednji RER (VCO2/VO2).h Ukupni unos hrane (g).i Srednji unos hrane (g/24 sata).j Ukupna potrošnja vode (ml).k Prosječna potrošnja vode (ml/24 h).l Kumulativna razina aktivnosti (m).m Prosječna razina aktivnosti (m/24 h).n Tjelesna težina 23. dana (g), o Promjena tjelesne težine, p Nemasna masa, q Promjena nemasne mase (g) 23. dana u usporedbi s 9. danom, Promjena masne mase (g) 23. dana, mast masa (g) u usporedbi s danom 8, dan 23 u usporedbi s danom -8.Statistička značajnost ponovljenih mjerenja testirana je Oneway-ANOVA-om praćenom Tukeyevim testom višestruke usporedbe. *P <0,05, ***P <0,001, ****P <0,0001. *P <0,05, ***P <0,001, ****P <0,0001. *R<0,05, ***R<0,001, ****R<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. *R<0,05, ***R<0,001, ****R<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001.Podaci su prikazani kao srednja vrijednost + standardna pogreška srednje vrijednosti, tamna faza (18:00-06:00 h) predstavljena je sivim okvirima.Točke na histogramima predstavljaju pojedinačne miševe.Srednje vrijednosti izračunate su za cijelo eksperimentalno razdoblje (0-96 sati).n = 7.
Kao i ljudi, miševi često stvaraju mikrookruženje kako bi smanjili gubitak topline u okoliš.Kako bismo kvantificirali važnost ovog okruženja za EE, procijenili smo EE na 22, 25, 27,5 i 30°C, sa ili bez kožnih štitnika i materijala za gniježđenje.Na 22°C, dodavanje standardnih opna smanjuje EE za oko 4%.Naknadno dodavanje materijala za gniježđenje smanjilo je EE za 3-4% (Slika 5a,b).Nisu primijećene značajne promjene u RER-u, unosu hrane, unosu vode ili razinama aktivnosti s dodatkom kuća ili kože + posteljina (Slika 5i–p).Dodavanje kože i materijala za gniježđenje također je značajno smanjilo EE na 25 i 30°C, ali su odgovori bili kvantitativno manji.Na 27,5°C nije primijećena razlika.Značajno je da se u ovim eksperimentima EE smanjio s povećanjem temperature, u ovom slučaju oko 57% niže od EE na 30°C u usporedbi s 22°C (Slika 5c–h).Ista analiza provedena je samo za svjetlosnu fazu, gdje je EE bio bliži bazalnoj metaboličkoj stopi, budući da su se u ovom slučaju miševi uglavnom odmarali u koži, što je rezultiralo usporedivim veličinama učinka na različitim temperaturama (dodatna slika 2a-h) .
Podaci za miševe iz skloništa i materijala za gniježđenje (tamnoplavo), doma, ali bez materijala za gniježđenje (svijetloplavo), te materijala za dom i gnijezda (narančasto).Potrošnja energije (EE, kcal/h) za prostorije a, c, e i g na 22, 25, 27,5 i 30 °C, b, d, f i h znači EE (kcal/h).ip Podaci za miševe držane na 22°C: i brzina disanja (RER, VCO2/VO2), j srednji RER (VCO2/VO2), k kumulativni unos hrane (g), l prosječni unos hrane (g/24 h), m ukupni unos vode (mL), n AUC prosječnog unosa vode (mL/24h), o ukupna aktivnost (m), p prosječna razina aktivnosti (m/24h).Podaci su prikazani kao srednja vrijednost + standardna pogreška srednje vrijednosti, tamna faza (18:00-06:00 h) predstavljena je sivim okvirima.Točke na histogramima predstavljaju pojedinačne miševe.Statistička značajnost ponovljenih mjerenja testirana je Oneway-ANOVA-om praćenom Tukeyevim testom višestruke usporedbe. *P <0,05, **P <0,01. *P <0,05, **P <0,01. *R<0,05, **R<0,01. *P<0,05, **P<0,01. *P < 0,05, **P < 0,01. *P < 0,05, **P < 0,01. *R<0,05, **R<0,01. *P<0,05, **P<0,01.Prosječne vrijednosti izračunate su za cijelo eksperimentalno razdoblje (0-72 sata).n = 7.
Kod miševa normalne težine (2-3 sata gladovanja), uzgoj na različitim temperaturama nije rezultirao značajnim razlikama u koncentracijama TG, 3-HB, kolesterola, ALT i AST u plazmi, ali HDL kao funkcija temperature.Slika 6a-e).Koncentracije leptina, inzulina, C-peptida i glukagona u plazmi natašte također se nisu razlikovale između skupina (slike 6g–j).Na dan testa tolerancije glukoze (nakon 31 dana na različitim temperaturama), početna razina glukoze u krvi (5-6 sati gladovanja) bila je približno 6,5 mM, bez razlike između skupina. Primjena oralne glukoze značajno je povećala koncentracije glukoze u krvi u svim skupinama, ali su i vršna koncentracija i inkrementalna površina ispod krivulja (iAUC) (15-120 min) bili niži u skupini miševa držanih na 30 °C (pojedinačne vremenske točke: P < 0,05–P < 0,0001, slika 6k, l) u usporedbi s miševima koji su držani na 22, 25 i 27,5 °C (koji se međusobno nisu razlikovali). Primjena oralne glukoze značajno je povećala koncentracije glukoze u krvi u svim skupinama, ali su i vršna koncentracija i inkrementalna površina ispod krivulja (iAUC) (15-120 min) bili niži u skupini miševa držanih na 30 °C (pojedinačne vremenske točke: P < 0,05–P < 0,0001, slika 6k, l) u usporedbi s miševima koji su držani na 22, 25 i 27,5 °C (koji se međusobno nisu razlikovali). Peroralno uvođenje glukoze značajno je povećalo koncentraciju glukoze u krvi u svim skupinama, ali kao i pikova koncentracija, kao i veličina priraštenja pod krivom (iAUC) (15-120 min) bile su niže u skupini miševa, sadržane na 30 °C (odvojene vremenske točke: P < 0,05–P < 0,0001, slika 6k, l) u usporedbi s mišem, koji sadrži 22, 25 i 27,5 ° C (koje se ne razlikuju). Oralna primjena glukoze značajno je povećala koncentracije glukoze u krvi u svim skupinama, ali i vršna koncentracija i inkrementalna površina ispod krivulja (iAUC) (15-120 min) bili su niži u skupini miševa na 30°C (odvojene vremenske točke: P < 0,05- P < 0,0001, sl. 6k, l) u usporedbi s miševima držanim na 22, 25 i 27,5 °C (koji se međusobno nisu razlikovali).口服葡萄糖的给药显着增加了所有组的血糖浓度，但在30 °C 饲养的小鼠组中，峰值浓度和曲线下增加面积 (iAUC) (15-120 分钟) 均较低（各个时间点：P < 0,05–P < 0,0001，图6k，l）与饲养在22、25 和27.5°C 的小鼠（彼此之间没有差异）相比。口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 30 °C 饲养 小鼠组 中 ， 浓度和 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（彼此之间没有差异）相比。Oralna primjena glukoze značajno je povećala koncentracije glukoze u krvi u svim skupinama, ali i vršna koncentracija i površina ispod krivulje (iAUC) (15-120 min) bili su niži u skupini miševa hranjenih na 30°C (sve vremenske točke).: P < 0,05–P < 0,0001, sl. : P < 0,05–P < 0,0001, sl.6l, l) u usporedbi s miševima držanim na 22, 25 i 27,5°C (bez međusobne razlike).
Koncentracije TG, 3-HB, kolesterola, HDL, ALT, AST, FFA, glicerola, leptina, inzulina, C-peptida i glukagona prikazane su u odraslih mužjaka DIO(al) miševa nakon 33 dana hranjenja na naznačenoj temperaturi .Miševi nisu hranjeni 2-3 sata prije uzorkovanja krvi.Izuzetak je bio oralni test tolerancije na glukozu, koji je izveden dva dana prije završetka studije na miševima koji su gladovali 5-6 sati i držani na odgovarajućoj temperaturi 31 dan.Miševi su izazvani s 2 g/kg tjelesne težine.Podaci o površini ispod krivulje (L) izraženi su kao inkrementalni podaci (iAUC).Podaci su prikazani kao srednja vrijednost ± SEM.Točke predstavljaju pojedinačne uzorke. *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.
U DIO miševa (također natašte 2-3 sata), koncentracije kolesterola, HDL, ALT, AST i FFA u plazmi nisu se razlikovale između skupina.I TG i glicerol bili su značajno povišeni u skupini na 30°C u usporedbi sa skupinom na 22°C (Slike 7a–h).Nasuprot tome, 3-GB bilo je oko 25% manje na 30°C u usporedbi s 22°C (Slika 7b).Stoga, iako su miševi držani na 22°C imali ukupnu pozitivnu energetsku ravnotežu, kao što je sugerirano povećanjem tjelesne težine, razlike u koncentracijama TG, glicerola i 3-HB u plazmi sugeriraju da je kod miševa na 22°C kada je uzorkovanje bilo manje nego na 22° C.°C.Miševi uzgojeni na 30 °C bili su u relativno energetski negativnijem stanju.U skladu s tim, koncentracije glicerola i TG koji se mogu ekstrahirati u jetri, ali ne i glikogena i kolesterola, bile su više u skupini s 30 °C (dodatna slika 3a-d).Kako bismo istražili jesu li temperaturno ovisne razlike u lipolizi (mjerene plazmatskim TG i glicerolom) rezultat unutarnjih promjena u epididimalnom ili ingvinalnom salu, ekstrahirali smo masno tkivo iz tih zaliha na kraju studije i kvantificirali slobodne masne kiseline iz vivo.i oslobađanje glicerola.U svim eksperimentalnim skupinama, uzorci masnog tkiva iz epididimalnih i ingvinalnih depoa pokazali su najmanje dvostruko povećanje proizvodnje glicerola i FFA kao odgovor na stimulaciju izoproterenolom (dodatna slika 4a-d).Međutim, nije pronađen učinak temperature ljuske na bazalnu ili izoproterenolom stimuliranu lipolizu.U skladu s većom tjelesnom težinom i masom masnog tkiva, razine leptina u plazmi bile su značajno više u skupini s 30°C nego u skupini s 22°C (Slika 7i).Naprotiv, razine inzulina i C-peptida u plazmi nisu se razlikovale između temperaturnih skupina (Sl. 7k, k), ali glukagon u plazmi pokazao je ovisnost o temperaturi, ali u ovom slučaju gotovo 22°C u suprotnoj skupini dvaput je uspoređeno do 30°C.IZ.Skupina C (sl. 7l).FGF21 nije se razlikovao između različitih temperaturnih skupina (slika 7m).Na dan OGTT-a, osnovna razina glukoze u krvi bila je približno 10 mM i nije se razlikovala između miševa držanih na različitim temperaturama (slika 7n).Oralna primjena glukoze povećala je razinu glukoze u krvi i dosegla vrhunac u svim skupinama pri koncentraciji od oko 18 mM 15 minuta nakon doziranja.Nije bilo značajnih razlika u iAUC (15-120 min) i koncentracijama u različitim vremenskim točkama nakon doze (15, 30, 60, 90 i 120 min) (Slika 7n, o).
Koncentracije TG, 3-HB, kolesterola, HDL, ALT, AST, FFA, glicerola, leptina, inzulina, C-peptida, glukagona i FGF21 prikazane su u odraslih mužjaka DIO (ao) miševa nakon 33 dana hranjenja.navedena temperatura.Miševi nisu hranjeni 2-3 sata prije uzorkovanja krvi.Oralni test tolerancije na glukozu bio je izuzetak jer je izveden u dozi od 2 g/kg tjelesne težine dva dana prije završetka studije na miševima koji su gladovali 5-6 sati i držani na odgovarajućoj temperaturi 31 dan.Površina ispod podataka krivulje (o) prikazana je kao inkrementalni podatak (iAUC).Podaci su prikazani kao srednja vrijednost ± SEM.Točke predstavljaju pojedinačne uzorke. *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.
Prijenos podataka o glodavcima na ljude složeno je pitanje koje igra središnju ulogu u tumačenju važnosti opažanja u kontekstu fizioloških i farmakoloških istraživanja.Iz ekonomskih razloga i radi olakšavanja istraživanja, miševi se često drže na sobnoj temperaturi ispod njihove termoneutralne zone, što dovodi do aktivacije različitih kompenzacijskih fizioloških sustava koji povećavaju brzinu metabolizma i potencijalno oštećuju mogućnost prevođenja9.Stoga izlaganje miševa hladnoći može učiniti miševe otpornima na pretilost izazvanu prehranom i može spriječiti hiperglikemiju kod štakora tretiranih streptozotocinom zbog povećanog transporta glukoze koji nije ovisan o inzulinu.Međutim, nije jasno u kojoj mjeri produljena izloženost različitim relevantnim temperaturama (od sobne do termoneutralne) utječe na različitu energetsku homeostazu miševa normalne težine (na hrani) i DIO miševa (na HFD) i metaboličke parametre, kao i u kojoj mjeri kojima su uspjeli uravnotežiti povećanje EE s povećanjem unosa hrane.Studija predstavljena u ovom članku ima za cilj unijeti malo jasnoće u ovu temu.
Pokazali smo da je kod odraslih miševa normalne težine i mužjaka DIO miševa EE obrnuto proporcionalan sobnoj temperaturi između 22 i 30°C.Tako je EE na 22°C bio oko 30% veći nego na 30°C.u oba modela miševa.Međutim, važna razlika između miševa normalne težine i DIO miševa je da dok su miševi normalne težine odgovarali EE na nižim temperaturama prilagodbom unosa hrane u skladu s tim, unos hrane DIO miševa varirao je na različitim razinama.Temperature u ispitivanju bile su slične.Nakon mjesec dana, DIO miševi držani na 30°C dobili su više tjelesne težine i masne mase od miševa držanih na 22°C, dok normalni ljudi držani na istoj temperaturi i u istom vremenskom razdoblju nisu doveli do vrućice.ovisna razlika u tjelesnoj težini.težina miševa.U usporedbi s temperaturama blizu termoneutralnih ili na sobnoj temperaturi, rast na sobnoj temperaturi rezultirao je DIO ili miševima normalne težine na dijeti s visokim udjelom masti, ali ne i na dijeti s miševima normalne težine, da dobiju relativno manje težine.tijelo.Podržavaju druge studije17,18,19,20,21 ali ne sve22,23.
Pretpostavlja se da mogućnost stvaranja mikrookruženja za smanjenje gubitka topline pomiče toplinsku neutralnost ulijevo8, 12. U našoj studiji, i dodavanje materijala za gniježđenje i prikrivanje smanjili su EE, ali nisu rezultirali toplinskom neutralnošću do 28°C.Stoga naši podaci ne podupiru da bi najniža točka termoneutralnosti kod odraslih miševa s jednim koljenom, sa ili bez ekološki obogaćenih kućica, trebala biti 26-28°C kao što je prikazano8,12, ali podupiru druge studije koje pokazuju termoneutralnost.temperature od 30°C kod miševa s niskom točkom7, 10, 24. Da stvari budu komplicirane, pokazalo se da termoneutralna točka kod miševa nije statična tijekom dana budući da je niža tijekom faze mirovanja (svjetla), vjerojatno zbog manjeg unosa kalorija. proizvodnja kao rezultat termogeneze izazvane aktivnošću i prehranom.Tako se u svijetloj fazi pokazuje da je donja točka toplinske neutralnosti ~29°S, au tamnoj fazi ~33°S25.
U konačnici, odnos između temperature okoline i ukupne potrošnje energije određen je rasipanjem topline.U tom kontekstu, omjer površine i volumena važna je odrednica toplinske osjetljivosti, koja utječe i na rasipanje topline (površina) i na stvaranje topline (volumen).Osim površine, prijenos topline određuje i izolacija (brzina prijenosa topline).Kod ljudi masna masa može smanjiti gubitak topline stvaranjem izolacijske barijere oko tjelesne ljuske, a pretpostavlja se da je masna masa također važna za toplinsku izolaciju kod miševa, snižavajući termoneutralnu točku i smanjujući temperaturnu osjetljivost ispod toplinski neutralne točke ( nagib krivulje).temperatura okoline u usporedbi s EE)12.Naša studija nije bila osmišljena za izravnu procjenu ovog navodnog odnosa jer su podaci o sastavu tijela prikupljeni 9 dana prije prikupljanja podataka o potrošnji energije i jer masna masa nije bila stabilna tijekom studije.Međutim, budući da normalna težina i DIO miševi imaju 30% niži EE na 30°C nego na 22°C unatoč najmanje 5-strukoj razlici u masnoj masi, naši podaci ne podržavaju da bi pretilost trebala osigurati osnovnu izolaciju.faktor, barem ne u ispitivanom temperaturnom području.Ovo je u skladu s drugim studijama koje su bolje osmišljene da to istraže4,24.U tim je studijama izolacijski učinak pretilosti bio mali, ali je utvrđeno da krzno osigurava 30-50% ukupne toplinske izolacije4,24.Međutim, kod mrtvih miševa toplinska vodljivost se povećala za oko 450% odmah nakon smrti, što sugerira da je izolacijski učinak krzna neophodan za rad fizioloških mehanizama, uključujući vazokonstrikciju.Osim vrsta razlika u krznu između miševa i ljudi, na loš izolacijski učinak pretilosti kod miševa mogu utjecati i sljedeća razmatranja: Izolacijski faktor ljudske masne mase uglavnom je posredovan potkožnom masnom masom (debljinom)26,27.Tipično kod glodavaca Manje od 20% ukupne životinjske masti28.Osim toga, ukupna masna masa možda čak i nije suboptimalna mjera toplinske izolacije pojedinca, budući da se tvrdi da je poboljšana toplinska izolacija kompenzirana neizbježnim povećanjem površine (a time i povećanim gubitkom topline) kako se masna masa povećava..
Kod miševa normalne težine, koncentracije TG, 3-HB, kolesterola, HDL, ALT i AST u plazmi natašte nisu se mijenjale na različitim temperaturama gotovo 5 tjedana, vjerojatno zato što su miševi bili u istom stanju energetske ravnoteže.bili su iste težine i sastava tijela kao na kraju studije.U skladu sa sličnošću u masnoj masi, također nije bilo razlika u razinama leptina u plazmi, niti u inzulinu, C-peptidu i glukagonu natašte.Više signala pronađeno je kod DIO miševa.Iako miševi na 22°C također nisu imali ukupnu negativnu energetsku ravnotežu u ovom stanju (dok su dobivali na težini), na kraju studije imali su relativno veći nedostatak energije u usporedbi s miševima uzgojenim na 30°C, u uvjetima kao što su visoki ketoni.proizvodnju u tijelu (3-GB) i smanjenje koncentracije glicerola i TG u plazmi.Međutim, čini se da temperaturno ovisne razlike u lipolizi nisu rezultat intrinzičnih promjena u epididimalnom ili ingvinalnom salu, kao što su promjene u ekspresiji lipaze koja reagira na adipohormon, budući da su FFA i glicerol otpušteni iz masti ekstrahirane iz tih depoa između Temperatura grupe su slične jedna drugoj.Iako nismo istraživali simpatički ton u trenutnoj studiji, drugi su otkrili da je on (na temelju brzine otkucaja srca i srednjeg arterijskog tlaka) linearno povezan s temperaturom okoline kod miševa i približno je niži na 30°C nego na 22°C 20% C Dakle, temperaturno ovisne razlike u tonusu simpatikusa mogu igrati ulogu u lipolizi u našoj studiji, ali budući da povećanje tonusa simpatikusa stimulira, a ne inhibira lipolizu, drugi mehanizmi mogu spriječiti ovo smanjenje u uzgojenih miševa.Potencijalna uloga u razgradnji tjelesne masti.Sobna temperatura.Nadalje, dio stimulativnog učinka simpatičkog tonusa na lipolizu neizravno je posredovan snažnom inhibicijom izlučivanja inzulina, naglašavajući učinak inzulinskog prekida suplementacije na lipolizu30, ali u našem istraživanju, inzulin u plazmi natašte i simpatički tonus C-peptida na različitim temperaturama bili su nije dovoljno da promijeni lipolizu.Umjesto toga, otkrili smo da su razlike u energetskom statusu najvjerojatnije glavni uzrok ovih razlika kod DIO miševa.Temeljni razlozi koji dovode do bolje regulacije unosa hrane s EE kod miševa normalne težine zahtijevaju daljnje istraživanje.Općenito, međutim, unos hrane kontroliraju homeostatski i hedonistički znakovi31,32,33.Iako postoji rasprava o tome koji je od ta dva signala kvantitativno važniji,31,32,33 dobro je poznato da dugotrajna konzumacija hrane s visokim udjelom masnoće dovodi do ponašanja u ishrani koje se više temelji na užitku, a koje donekle nije povezano s homeostaza..– reguliran unos hrane34,35,36.Stoga, pojačano hedonističko ponašanje kod hranjenja DIO miševa tretiranih s 45% HFD može biti jedan od razloga zašto ti miševi nisu uravnotežili unos hrane s EE.Zanimljivo je da su razlike u apetitu i hormonima koji reguliraju glukozu u krvi također primijećene kod DIO miševa s kontroliranom temperaturom, ali ne i kod miševa normalne težine.U DIO miševa, razine leptina u plazmi rasle su s temperaturom, a razine glukagona opadale su s temperaturom.Mjera u kojoj temperatura može izravno utjecati na te razlike zaslužuje daljnje istraživanje, ali u slučaju leptina, relativna negativna energetska ravnoteža, a time i niža masna masa kod miševa na 22°C, sigurno je igrala važnu ulogu, budući da je masna masa i leptin u plazmi visoko korelirani37.Međutim, tumačenje signala glukagona je zbunjujuće.Kao i kod inzulina, izlučivanje glukagona bilo je snažno inhibirano povećanjem tonusa simpatikusa, no predviđalo se da će najviši tonus simpatikusa biti u skupini s 22°C, koja je imala najviše koncentracije glukagona u plazmi.Inzulin je još jedan snažan regulator glukagona u plazmi, a inzulinska rezistencija i dijabetes tipa 2 snažno su povezani s hiperglukagonemijom natašte i postprandijalnom 38,39.Međutim, DIO miševi u našoj studiji također su bili neosjetljivi na inzulin, tako da to također nije mogao biti glavni faktor u povećanju signaliziranja glukagona u skupini s 22°C.Sadržaj masti u jetri također je pozitivno povezan s povećanjem koncentracije glukagona u plazmi, čiji mehanizmi mogu uključivati jetrenu rezistenciju na glukagon, smanjenu proizvodnju ureje, povećane koncentracije aminokiselina u cirkulaciji i povećanu sekreciju glukagona stimuliranu aminokiselinama40,41. 42.Međutim, budući da se koncentracije glicerola i TG koje se mogu ekstrahirati nisu razlikovale između temperaturnih skupina u našoj studiji, to također nije mogao biti potencijalni čimbenik povećanja koncentracija u plazmi u skupini s 22°C.Trijodtironin (T3) ima ključnu ulogu u ukupnoj brzini metabolizma i pokretanju metaboličke obrane od hipotermije43,44.Stoga se koncentracija T3 u plazmi, koja je vjerojatno kontrolirana središnjim mehanizmima,45,46 povećava i kod miševa i kod ljudi pod manje od termoneutralnih uvjeta47, iako je povećanje kod ljudi manje, što je sklonije miševima.To je u skladu s gubitkom topline u okoliš.Nismo mjerili koncentracije T3 u plazmi u trenutnoj studiji, ali koncentracije su možda bile niže u skupini na 30°C, što može objasniti učinak ove skupine na razine glukagona u plazmi, jer smo mi (ažurirana slika 5a) i drugi pokazali da T3 povećava glukagon u plazmi na način ovisan o dozi.Zabilježeno je da hormoni štitnjače induciraju ekspresiju FGF21 u jetri.Poput glukagona, koncentracije FGF21 u plazmi također su porasle s koncentracijama T3 u plazmi (dodatna slika 5b i ref. 48), ali u usporedbi s glukagonom, koncentracije FGF21 u plazmi u našem istraživanju nisu bile pod utjecajem temperature.Temeljni razlozi za ovo odstupanje zahtijevaju daljnje istraživanje, ali T3-potaknuta indukcija FGF21 trebala bi se pojaviti pri višim razinama izloženosti T3 u usporedbi s promatranim T3-potaknutim glukagonskim odgovorom (dodatna slika 5b).
Pokazalo se da je HFD snažno povezan s oštećenom tolerancijom glukoze i inzulinskom rezistencijom (markeri) kod miševa uzgojenih na 22°C.Međutim, HFD nije bio povezan niti s oštećenom tolerancijom glukoze niti s inzulinskom rezistencijom kada se uzgajao u termoneutralnom okruženju (ovdje definiranom kao 28 °C) 19 .U našem istraživanju, ovaj odnos nije repliciran u DIO miševima, ali miševi normalne težine održavani na 30°C značajno su poboljšali toleranciju na glukozu.Razlog za ovu razliku zahtijeva daljnje istraživanje, ali na njega može utjecati činjenica da su DIO miševi u našoj studiji bili otporni na inzulin, s koncentracijama C-peptida u plazmi natašte i koncentracijama inzulina 12-20 puta većim od miševa normalne težine.a u krvi natašte.koncentracije glukoze od oko 10 mM (oko 6 mM pri normalnoj tjelesnoj težini), što izgleda ostavlja mali prozor za sve potencijalne korisne učinke izlaganja termoneutralnim uvjetima za poboljšanje tolerancije glukoze.Mogući zbunjujući faktor je to što se, iz praktičnih razloga, OGTT provodi na sobnoj temperaturi.Stoga su miševi držani na višim temperaturama doživjeli blagi hladni šok, što može utjecati na apsorpciju/klirens glukoze.Međutim, na temelju sličnih koncentracija glukoze u krvi natašte u različitim temperaturnim skupinama, promjene u temperaturi okoline možda nisu značajno utjecale na rezultate.
Kao što je ranije spomenuto, nedavno je naglašeno da povećanje sobne temperature može ublažiti neke reakcije na hladnoću, što može dovesti u pitanje prenosivost podataka miša na ljude.Međutim, nije jasno koja je optimalna temperatura za držanje miševa kako bi se oponašala ljudska fiziologija.Na odgovor na ovo pitanje može utjecati i područje proučavanja i krajnja točka koja se proučava.Primjer toga je učinak prehrane na nakupljanje masti u jetri, toleranciju glukoze i inzulinsku rezistenciju19.Što se tiče potrošnje energije, neki istraživači vjeruju da je termoneutralnost optimalna temperatura za uzgoj, budući da ljudima treba malo dodatne energije za održavanje unutarnje tjelesne temperature, a temperaturu jednog krila za odrasle miševe definiraju kao 30°C7,10.Drugi istraživači vjeruju da je temperatura usporediva s onom koju ljudi obično doživljavaju s odraslim miševima na jednom koljenu 23-25°C, jer su otkrili da je termoneutralnost 26-28°C, a temeljeno na tome da su ljudi niži oko 3°C.njihova niža kritična temperatura, definirana ovdje kao 23°C, iznosi malo 8,12.Naša je studija u skladu s nekoliko drugih studija koje navode da se toplinska neutralnost ne postiže na 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25, što ukazuje da je 23-25°C preniska.Još jedan važan čimbenik koji treba uzeti u obzir u vezi sa sobnom temperaturom i termoneutralnošću kod miševa je pojedinačno ili grupno držanje.Kad su miševi bili smješteni u skupinama, a ne pojedinačno, kao u našem istraživanju, osjetljivost na temperaturu bila je smanjena, vjerojatno zbog prenatrpanosti životinja.Međutim, sobna temperatura je još uvijek bila ispod LTL od 25 kada su korištene tri skupine.Možda je najvažnija razlika među vrstama u tom smislu kvantitativno značenje BAT aktivnosti kao obrane od hipotermije.Dakle, dok su miševi uvelike kompenzirali svoj veći gubitak kalorija povećanjem BAT aktivnosti, koja je preko 60% EE samo na 5°C,51,52 doprinos ljudske BAT aktivnosti EE bio je značajno veći, mnogo manji.Stoga bi smanjenje BAT aktivnosti moglo biti važan način za povećanje ljudskog prijevoda.Regulacija BAT aktivnosti je složena, ali je često posredovana kombiniranim učincima adrenergičke stimulacije, hormona štitnjače i ekspresije UCP114,54,55,56,57.Naši podaci pokazuju da temperaturu treba podići iznad 27,5°C u usporedbi s miševima na 22°C kako bi se otkrile razlike u ekspresiji BAT gena odgovornih za funkciju/aktivaciju.Međutim, razlike pronađene između skupina na 30 i 22°C nisu uvijek upućivale na povećanje BAT aktivnosti u skupini na 22°C jer su Ucp1, Adrb2 i Vegf-a bili smanjeni u skupini na 22°C.Glavni uzrok ovih neočekivanih rezultata tek treba utvrditi.Jedna je mogućnost da njihova povećana ekspresija možda ne odražava signal povišene sobne temperature, već akutni učinak pomicanja s 30°C na 22°C na dan uklanjanja (miševi su to doživjeli 5-10 minuta prije polijetanja) .).
Općenito ograničenje naše studije je da smo proučavali samo mužjake miševa.Druga istraživanja sugeriraju da bi spol mogao biti važan faktor u našim primarnim indikacijama, budući da su ženke miševa s jednim koljenom osjetljivije na temperaturu zbog veće toplinske vodljivosti i održavanja strože kontroliranih središnjih temperatura.Osim toga, ženke miševa (na HFD) pokazale su veću povezanost unosa energije s EE na 30 °C u usporedbi s mužjacima miševa koji su konzumirali više miševa istog spola (20 °C u ovom slučaju) 20 .Dakle, u ženki miševa, učinak subthermonetral sadržaja je veći, ali ima isti obrazac kao u mužjaka miševa.U našoj smo se studiji usredotočili na muške miševe s jednim koljenom, budući da su to uvjeti pod kojima se provodi većina metaboličkih studija koje ispituju EE.Još jedno ograničenje naše studije bilo je to što su miševi bili na istoj dijeti tijekom cijele studije, što je onemogućilo proučavanje važnosti sobne temperature za metaboličku fleksibilnost (mjereno RER promjenama za promjene u prehrani u različitim sastavima makronutrijenata).kod ženki i mužjaka miševa držanih na 20°C u usporedbi s odgovarajućim miševima držanim na 30°C.
Zaključno, naša studija pokazuje da su, kao i u drugim studijama, miševi normalne težine iz kruga 1 termoneutralni iznad predviđenih 27,5°C.Osim toga, naše istraživanje pokazuje da pretilost nije glavni izolacijski čimbenik kod miševa s normalnom težinom ili DIO, što rezultira sličnim omjerima temperatura:EE kod DIO i miševa normalne težine.Dok je unos hrane miševa normalne težine bio u skladu s EE i stoga je održavao stabilnu tjelesnu težinu u cijelom temperaturnom rasponu, unos hrane DIO miševa bio je isti na različitim temperaturama, što je rezultiralo višim omjerom miševa na 30°C .na 22°C dobio više tjelesne težine.Općenito, sustavne studije koje ispituju potencijalnu važnost života ispod termoneutralnih temperatura opravdane su zbog često opažene loše podnošljivosti između studija na miševima i ljudima.Na primjer, u studijama pretilosti, djelomično objašnjenje za općenito lošiju prevodivost može biti posljedica činjenice da se studije gubitka težine kod miševa obično provode na životinjama pod umjerenim hladnim stresom koje se drže na sobnoj temperaturi zbog njihove povećane EE.Pretjerani gubitak težine u odnosu na očekivanu tjelesnu težinu osobe, posebice ako mehanizam djelovanja ovisi o povećanju EE povećanjem aktivnosti BAP-a, koji je aktivniji i aktiviraniji na sobnoj temperaturi nego na 30°C.
U skladu s danskim Zakonom o pokusima na životinjama (1987.) i Nacionalnim institutima za zdravlje (Publikacija br. 85-23) i Europskom konvencijom o zaštiti kralježnjaka koji se koriste u pokuse i druge znanstvene svrhe (Vijeće Europe br. 123, Strasbourg) , 1985).
Dvadeset tjedana stari mužjaci miševa C57BL/6J dobiveni su od Janvier Saint Berthevin Cedex, Francuska, i davani su ad libitum standardna hrana (Altromin 1324) i voda (~22°C) nakon ciklusa svjetlo:tama od 12:12 sati.sobna temperatura.Muški DIO miševi (20 tjedana) dobiveni su od istog dobavljača i dobili su ad libitum pristup hrani s 45% masti (kat. br. D12451, Research Diet Inc., NJ, SAD) i vodi u uvjetima uzgoja.Miševi su prilagođeni okolišu tjedan dana prije početka istraživanja.Dva dana prije prijenosa u neizravni kalorimetrijski sustav, miševi su izvagani, podvrgnuti MRI skeniranju (EchoMRITM, TX, SAD) i podijeljeni u četiri skupine koje odgovaraju tjelesnoj težini, masti i normalnoj tjelesnoj težini.
Grafički dijagram dizajna studije prikazan je na slici 8. Miševi su prebačeni u zatvoreni i temperaturno kontrolirani neizravni kalorimetrijski sustav u Sable Systems Internationals (Nevada, SAD), koji je uključivao monitore kvalitete hrane i vode i okvir Promethion BZ1 koji je bilježio razine aktivnosti mjerenjem prekida zraka.XYZ.Miševi (n = 8) držani su pojedinačno na 22, 25, 27,5 ili 30°C uz upotrebu stelje, ali bez zaklona i materijala za gniježđenje u ciklusu svjetlo:tama od 12:12 sati (svjetlo: 06:00 – 18:00) .2500 ml/min.Miševi su aklimatizirani 7 dana prije registracije.Snimke su prikupljane četiri dana zaredom.Nakon toga, miševi su držani na dotičnim temperaturama od 25, 27,5 i 30°C dodatnih 12 dana, nakon čega su dodani stanični koncentrati kako je dolje opisano.U međuvremenu, skupine miševa držane na 22°C držane su na ovoj temperaturi još dva dana (kako bi se prikupili novi osnovni podaci), a zatim je temperatura povećavana u koracima od 2°C svaki drugi dan na početku svjetlosne faze ( 06:00) do postizanja 30 °C Nakon toga, temperatura je spuštena na 22 °C i podaci su prikupljani još dva dana.Nakon dva dodatna dana snimanja na 22°C, kožice su dodane svim stanicama na svim temperaturama, a prikupljanje podataka počelo je drugog dana (17. dan) i tri dana.Nakon toga (20. dan), materijal za gniježđenje (8-10 g) dodan je svim stanicama na početku svjetlosnog ciklusa (06:00) i podaci su prikupljani još tri dana.Dakle, na kraju studije, miševi držani na 22°C držani su na ovoj temperaturi 21/33 dana i na 22°C zadnjih 8 dana, dok su miševi na drugim temperaturama držani na ovoj temperaturi 33 dana./33 dana.Miševi su hranjeni tijekom razdoblja istraživanja.
Miševi normalne težine i DIO miševi su slijedili iste postupke ispitivanja.Na dan -9, miševi su izvagani, MRI skenirani i podijeljeni u skupine usporedive po tjelesnoj težini i sastavu tijela.Dana -7, miševi su prebačeni u zatvoreni indirektni kalorimetrijski sustav s kontroliranom temperaturom koji proizvodi SABLE Systems International (Nevada, SAD).Miševi su bili pojedinačno smješteni s posteljinom, ali bez materijala za gniježđenje ili zaklon.Temperatura je postavljena na 22, 25, 27,5 ili 30 °C.Nakon jednog tjedna aklimatizacije (dani -7 do 0, životinje nisu uznemiravane), podaci su prikupljeni četiri uzastopna dana (dani 0-4, podaci prikazani na SLIKAMA 1, 2, 5).Nakon toga, miševi držani na 25, 27,5 i 30°C držani su u konstantnim uvjetima do 17. dana.U isto vrijeme, temperatura u skupini od 22°C povećavana je u intervalima od 2°C svaki drugi dan prilagođavanjem temperaturnog ciklusa (06:00 h) na početku izlaganja svjetlu (podaci su prikazani na slici 1) .Petnaestog dana temperatura je pala na 22°C i prikupljeni su podaci za dva dana kako bi se dobili osnovni podaci za sljedeće tretmane.Kože su dodane svim miševima 17. dana, a materijal za gniježđenje je dodan 20. dana (slika 5).Dvadeset trećeg dana miševi su izvagani i podvrgnuti MRI skeniranju, a zatim ostavljeni sami 24 sata.24. dana, miševi su izgladnjivani od početka fotoperioda (06:00) i primili su OGTT (2 g/kg) u 12:00 (6-7 sati gladovanja).Nakon toga, miševi su vraćeni u svoje odgovarajuće SABLE uvjete i eutanazirani drugog dana (dan 25).
DIO miševi (n = 8) slijedili su isti protokol kao i miševi normalne težine (kao što je gore opisano i na slici 8).Miševi su održavali 45% HFD tijekom eksperimenta potrošnje energije.
VO2 i VCO2, kao i tlak vodene pare, zabilježeni su na frekvenciji od 1 Hz s vremenskom konstantom ćelije od 2,5 min.Unos hrane i vode prikupljen je kontinuiranim snimanjem (1 Hz) težine posuda za hranu i vodu.Korišteni monitor kvalitete pokazao je razlučivost od 0,002 g.Razine aktivnosti zabilježene su korištenjem 3D XYZ beam array monitora, podaci su prikupljeni pri internoj rezoluciji od 240 Hz i prijavljeni svake sekunde kako bi se kvantificirala ukupna prijeđena udaljenost (m) s efektivnom prostornom rezolucijom od 0,25 cm.Podaci su obrađeni s Sable Systems Macro Interpreter v.2.41, izračunavanjem EE i RER i filtriranjem outliera (npr. lažni događaji obroka).Makro interpreter konfiguriran je za ispis podataka za sve parametre svakih pet minuta.
Osim reguliranja EE, temperatura okoline također može regulirati druge aspekte metabolizma, uključujući postprandijalni metabolizam glukoze, reguliranjem lučenja hormona koji metaboliziraju glukozu.Kako bismo testirali ovu hipotezu, konačno smo dovršili studiju tjelesne temperature provocirajući miševe normalne težine s DIO oralnim opterećenjem glukozom (2 g/kg).Metode su detaljno opisane u dodatnim materijalima.
Na kraju studije (dan 25), miševi su izgladnjeli 2-3 sata (počevši od 06:00), anestezirani su izofluranom i potpuno su iskrvareni retroorbitalnom venepunkcijom.Kvantifikacija plazmatskih lipida i hormona i lipida u jetri opisana je u Dopunskim materijalima.
Kako bi se istražilo uzrokuje li temperatura ljuske intrinzične promjene u masnom tkivu koje utječu na lipolizu, ingvinalno i epididimalno masno tkivo izrezano je izravno iz miševa nakon zadnje faze krvarenja.Tkiva su obrađena pomoću novorazvijenog ex vivo testa lipolize opisanog u Dopunskim metodama.
Smeđe masno tkivo (BAT) prikupljeno je na dan završetka studije i obrađeno kako je opisano u dopunskim metodama.
Podaci su prikazani kao srednja vrijednost ± SEM.Grafikoni su izrađeni u GraphPad Prism 9 (La Jolla, CA), a grafike su uređene u Adobe Illustratoru (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA).Statistička značajnost procijenjena je u GraphPad Prism i testirana uparenim t-testom, jednosmjernom/dvosmjernom ANOVA-om ponovljenih mjerenja nakon koje je slijedio Tukeyev test višestrukih usporedbi ili neuparenom jednosmjernom ANOVA-om praćen Tukeyjevim testom višestrukih usporedbi prema potrebi.Prije testiranja Gaussova distribucija podataka potvrđena je D'Agostino-Pearsonovim testom normalnosti.Veličina uzorka navedena je u odgovarajućem odjeljku odjeljka "Rezultati", kao i u legendi.Ponavljanje se definira kao svako mjerenje provedeno na istoj životinji (in vivo ili na uzorku tkiva).Što se tiče ponovljivosti podataka, povezanost između potrošnje energije i temperature slučaja prikazana je u četiri neovisne studije na različitim miševima sa sličnim dizajnom studije.
Detaljni eksperimentalni protokoli, materijali i neobrađeni podaci dostupni su na razuman zahtjev glavnog autora Runea E. Kuhrea.Ova studija nije generirala nove jedinstvene reagense, transgene životinjske/stanične linije ili podatke o sekvenciranju.
Za više informacija o dizajnu studije pogledajte sažetak Izvješća o istraživanju prirode povezan s ovim člankom.
Svi podaci čine grafikon.1-7 pohranjeni su u repozitorij baze podataka Science, pristupni broj: 1253.11.sciencedb.02284 ili https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284.Podaci prikazani u ESM-u mogu se poslati Rune E Kuhre nakon razumnog testiranja.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Laboratorijske životinje kao surogat modeli ljudske pretilosti. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Laboratorijske životinje kao surogat modeli ljudske pretilosti.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.i Tang-Christensen M. Laboratorijske životinje kao surogat modeli ljudske pretilosti. 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. Pokusne životinje kao zamjenski model za ljude.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.i Tang-Christensen M. Laboratorijske životinje kao surogat modeli pretilosti kod ljudi.Farmakologija Acta.zločin 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA Izračun nove Mie konstante i eksperimentalno određivanje veličine opekline.Burns 22, 607–611 (1996).
Gordon, SJ Mišji termoregulacijski sustav: njegove implikacije na prijenos biomedicinskih podataka ljudima.fiziologija.Ponašanje.179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. i Nedergaard, J. Nema izolacijskog učinka pretilosti. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. i Nedergaard, J. Nema izolacijskog učinka pretilosti.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B. i Nedergaard J. Nema izolacijskog učinka pretilosti. 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. Ožirenje nema izolacijski učinak. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. i Nedergaard, J. Pretilost nema izolacijski učinak.Da.J. Fiziologija.endokrini.metabolizam.311, E202-E213 (2016).
Lee, P. i sur.Smeđe masno tkivo prilagođeno temperaturi modulira osjetljivost na inzulin.Dijabetes 63, 3686-3698 (2014).
Nakhon, KJ i sur.Niža kritična temperatura i termogeneza izazvana hladnoćom bile su obrnuto proporcionalne tjelesnoj težini i bazalnoj stopi metabolizma kod mršavih i pretilih osoba.J. Toplo.biologija.69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Optimalne temperature nastambi za miševe koje oponašaju toplinsko okruženje ljudi: Eksperimentalna studija. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Optimalne temperature nastambi za miševe koje oponašaju toplinsko okruženje ljudi: Eksperimentalna studija.Fischer, AW, Cannon, B., i Nedergaard, J. Optimalne temperature u kući za miševe koje oponašaju ljudsko toplinsko okruženje: eksperimentalna studija. 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. Optimalna temperatura nastambe za miševe koji simuliraju ljudsko toplinsko okruženje: Eksperimentalna studija.Moore.metabolizam.7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Koja je najbolja temperatura nastambe za prenošenje pokusa s miševima na ljude? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Koja je najbolja temperatura nastambe za prenošenje pokusa s miševima na ljude?Keyer J, Lee M i Speakman JR Koja je najbolja sobna temperatura za prijenos pokusa s miševima na ljude? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？ Keijer, J., Li, M. i Speakman, JRKeyer J, Lee M i Speakman JR Koja je optimalna temperatura ljuske za prijenos pokusa s miševima na ljude?Moore.metabolizam.25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ & MacDougald, OA Miševi kao eksperimentalni modeli za ljudsku fiziologiju: kada je važno nekoliko stupnjeva u temperaturi nastambe. Seeley, RJ & MacDougald, OA Miševi kao eksperimentalni modeli za ljudsku fiziologiju: kada je važno nekoliko stupnjeva u temperaturi nastambe. Seeley, RJ & MacDougald, OA Miši kao eksperimentalni modeli za fiziologiju čovjeka: kada nekoliko stupnjeva u stanu ima značenje. Seeley, RJ & MacDougald, OA Miševi kao eksperimentalni modeli za ljudsku fiziologiju: kada nekoliko stupnjeva u stanu čini razliku. 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 & MacDougald, OA Myshi Seeley, RJ & MacDougald, OA kao eksperimentalni model fiziologije čovjeka: nekoliko stupnjeva temperature u prostoru ima značenje. Seeley, RJ & MacDougald, OA miševi kao eksperimentalni model ljudske fiziologije: kada je nekoliko stupnjeva sobne temperature važno.Nacionalni metabolizam.3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Odgovor na pitanje "Koja je najbolja temperatura nastambe za prenošenje pokusa s miševima na ljude?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Odgovor na pitanje "Koja je najbolja temperatura nastambe za prenošenje pokusa s miševima na ljude?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Odgovor na pitanje "Koja je najbolja sobna temperatura za prijenos pokusa s miševima na ljude?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 问题的答案“将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. i Nedergaard J. Odgovori na pitanje "Koja je optimalna temperatura ljuske za prijenos pokusa s miševima na ljude?"Da: termoneutralan.Moore.metabolizam.26, 1-3 (2019).
Vrijeme objave: 28. listopada 2022
