Hvala vam što ste posjetili prirodu.com. Verzija preglednika koju koristite ima ograničenu CSS podršku. Za najbolje iskustvo, preporučujemo da koristite ažurirani preglednik (ili onemogućite način kompatibilnosti u Internet Exploreru). U međuvremenu, kako bismo osigurali kontinuiranu podršku, web mjesto ćemo pružiti bez stilova i JavaScript.
Većina metaboličkih studija na miševima provodi se na sobnoj temperaturi, iako u tim uvjetima, za razliku od ljudi, miševi troše puno energije održavajući unutarnju temperaturu. Ovdje opisujemo normalnu težinu i pretilost izazvanu prehranom (DIO) u C57BL/6J miševima koji su hranjeni Chow Chow ili 45% prehrani s visokim masnoćom. Miševi su smješteni na 33 dana na 22, 25, 27,5 i 30 ° C u neizravnom kalorimetrijskom sustavu. Pokazujemo da se energetski troškovi linearno povećavaju sa 30 ° C na 22 ° C i da je oko 30% veća na 22 ° C u oba modela miša. Kod miševa normalne težine, unos hrane se suprotstavio EE. Suprotno tome, DIO miševi nisu smanjili unos hrane kad se EE smanjio. Tako su na kraju studije miševi na 30 ° C imali veću tjelesnu težinu, masnu masu i plazma glicerol i trigliceride od miševa na 22 ° C. Neravnoteža u DIO miševima može biti posljedica povećane prehrane koja se temelji na zadovoljstvu.
Miš je najčešće korišteni životinjski model za proučavanje ljudske fiziologije i patofiziologije, a često je zadana životinja koja se koristi u ranim fazama otkrivanja i razvoja lijekova. Međutim, miševi se razlikuju od ljudi na nekoliko važnih fizioloških načina, a dok se alometrijsko skaliranje može u određenoj mjeri iskoristiti u prevođenje u ljude, ogromne razlike između miševa i ljudi leže u termoregulaciji i homeostazi energije. To pokazuje temeljnu nedosljednost. Prosječna tjelesna masa odraslih miševa najmanje je tisuću puta manja od odraslih (50 g u odnosu na 50 kg), a omjer površine i mase razlikuje se za oko 400 puta zbog nelinearne geometrijske transformacije koju je opisala Mee . Jednadžba 2. kao rezultat, miševi gube znatno više topline u odnosu na njihov volumen, tako da su osjetljiviji na temperaturu, skloniji hipotermiji i imaju prosječnu bazalnu metaboličku brzinu deset puta veću od one kod ljudi. Na standardnoj sobnoj temperaturi (~ 22 ° C) miševi moraju povećati ukupne potrošnje energije (EE) za oko 30% kako bi održali tjelesnu temperaturu jezgre. Pri nižim temperaturama, EE se još više povećava za oko 50% i 100% na 15 i 7 ° C u usporedbi s EE na 22 ° C. Dakle, standardni uvjeti smještaja izazivaju reakciju hladnog stresa, što bi moglo ugroziti prenosivost rezultata miša ljudima, jer ljudi koji žive u modernim društvima većinu svog vremena provode u termoneutralnim uvjetima (jer nas površine nižeg područja i volumena čini manje osjetljivim na to temperatura, dok stvaramo termoneutralnu zonu (TNZ) oko nas. Samo 2–4 ° C7,8 U stvari, ovaj je važan aspekt privukao značajnu pažnju posljednjih godina4, 7,8,9,10,11,12 i sugerirano je da se neke „razlike u vrstama“ mogu ublažiti povećanjem školjke Temperatura 9. Međutim, ne postoji konsenzus o temperaturnom rasponu koji predstavlja termoneutralnost kod miševa. Dakle, bilo da je donja kritična temperatura u termoneutralnom rasponu kod miševa s jednim koljenom bliža 25 ° C ili bliže 30 ° C4, 7, 8, 10, 12 ostaje kontroverzna. EE i drugi metabolički parametri ograničeni su na satima do dana, tako da je opseg do kojeg dugotrajno izlaganje različitim temperaturama može utjecati na metaboličke parametre poput tjelesne težine nejasan. Potrošnja, korištenje supstrata, tolerancija na glukozu i koncentraciju lipida i glukoze u plazmi i hormoni regulirajući apetit. Osim toga, potrebna su daljnja istraživanja kako bi se utvrdilo u kojoj mjeri prehrana može utjecati na ove parametre (DIO miševi na dijeti s visokim udjelom masti mogu biti orijentirani na prehranu koja se temelji na zadovoljstvu (hedonična) prehrana). Da bismo pružili više informacija o ovoj temi, ispitali smo učinak temperature uzgoja na gore spomenute metaboličke parametre kod odraslih muških miševa u normalnoj težini i pretilih miševa izazvanih prehrani (DIO) na 45% dijeti s visokim udjelom masti. Miševi su zadržani na 22, 25, 27,5 ili 30 ° C najmanje tri tjedna. Temperature ispod 22 ° C nisu proučavane jer je standardno kućište životinja rijetko ispod sobne temperature. Otkrili smo da su Normalni i jednociklisti DIO miševi reagirali slično promjenama temperature kućišta u smislu EE i bez obzira na uvjet zatvorenog prostora (sa ili bez prihvatilišta/materijala za gniježđenje). Međutim, dok su miševi normalne težine prilagodili njihov unos hrane prema EE, unos hrane DIO miševa bio je u velikoj mjeri neovisan o EE, što je rezultiralo da miševi dobiju veću težinu. Prema podacima tjelesne težine, koncentracije lipida i ketonskih tijela u plazmi pokazale su da DIO miševi na 30 ° C imaju pozitivniju energetsku ravnotežu od miševa na 22 ° C. Osnovni razlozi razlika u ravnoteži unosa energije i EE između normalne težine i DIO miševa zahtijevaju daljnje proučavanje, ali mogu biti povezani s patofiziološkim promjenama u DIO miševima i učinkom prehrane utemeljene na zadovoljstvu kao rezultat pretile prehrane.
EE se linearno povećao sa 30 na 22 ° C i bio je oko 30% veći na 22 ° C u usporedbi s 30 ° C (Sl. 1A, B). Respiratorni tečaj (RER) bio je neovisan o temperaturi (Sl. 1C, D). Unos hrane bio je u skladu s dinamikom EE i povećan s smanjenom temperaturom (također ~ 30% veći 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 kućište, n = 7) bili su smješteni u metaboličkim kavezima na 22 ° C tijekom tjedna prije početka studije. Dva dana nakon prikupljanja pozadinskih podataka, temperatura je podignuta u koracima od 2 ° C u 06:00 sati dnevno (početak faze svjetlosti). Podaci su prikazani kao srednja ± standardna pogreška srednje vrijednosti, a tamna faza (18: 00–06: 00 h) predstavljena je sivom kutijom. Energetski troškovi (KCAL/H), B Ukupni troškovi energije na različitim temperaturama (KCAL/24 h), C respiratorni tečaj (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d srednja rer u svjetlu i tamnoj (VCO2/VO2) faza (Nulta vrijednost je definirana kao 0,7). E kumulativni unos hrane (G), F 24h Ukupni unos hrane, G 24h Ukupni unos vode (ML), H 24h Ukupni unos vode, I kumulativna razina aktivnosti (M) i J Ukupna razina aktivnosti (M/24H). ). Miševi su se držali na naznačenoj temperaturi 48 sati. Podaci prikazani za 24, 26, 28 i 30 ° C odnose se na posljednja 24 sata svakog ciklusa. Miševi su ostali hranjeni tijekom cijele studije. Statistička značajnost testirana je opetovanim mjerenjima jednosmjerne ANOVA, a zatim Tukeyjevim višestrukim usporednim testom. Zvezdice pokazuju značaj za početnu vrijednost od 22 ° C, zasjenjenje ukazuje na 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 se linearno povećavao sa smanjenom temperaturom, a u ovom slučaju, EE je također bio oko 30% na 22 ° C u usporedbi s 30 ° C (Sl. 2A, B). RER se nije promijenio na 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 neovisni su o temperaturi (Sl. 2E -J).
Muški (C57BL/6J, 20 tjedana) DIO miševi bili su pojedinačno smješteni u metaboličkim kavezima na 22 ° C tijekom tjedan dana prije početka studije. Miševi mogu koristiti 45% HFD ad libitum. Nakon aklimatizacije dva dana, prikupljeni su osnovni podaci. Nakon toga, temperatura je podignuta u koracima od 2 ° C svaki drugi dan u 06:00 (početak faze svjetlosti). Podaci su prikazani kao srednja ± standardna pogreška srednje vrijednosti, a tamna faza (18: 00–06: 00 h) predstavljena je sivom kutijom. Energetski troškovi (KCAL/H), B Ukupni troškovi energije na različitim temperaturama (KCAL/24 h), C respiratorni tečaj (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d srednja rer u svjetlu i tamnoj (VCO2/VO2) faza (Nulta vrijednost je definirana kao 0,7). E kumulativni unos hrane (G), F 24h Ukupni unos hrane, G 24h Ukupni unos vode (ML), H 24h Ukupni unos vode, I kumulativna razina aktivnosti (M) i J Ukupna razina aktivnosti (M/24H). ). Miševi su se držali na naznačenoj temperaturi 48 sati. Podaci prikazani za 24, 26, 28 i 30 ° C odnose se na posljednja 24 sata svakog ciklusa. Miševi su održavani na 45% HFD do kraja studije. Statistička značajnost testirana je opetovanim mjerenjima jednosmjerne ANOVA, a zatim Tukeyjevim višestrukim usporednim testom. Zvezdice pokazuju značaj za početnu vrijednost od 22 ° C, zasjenjenje ukazuje na 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 drugom nizu eksperimenata ispitali smo učinak temperature okoline na iste parametre, ali ovaj put između skupina miševa koje su se stalno čuvale na određenoj temperaturi. Miševi su podijeljeni u četiri skupine kako bi se smanjile statističke promjene u srednjem i standardnom odstupanju tjelesne težine, masti i normalne tjelesne težine (Sl. 3A -C). Nakon 7 dana aklimatizacije, zabilježeno je 4,5 dana EE. Na EE značajno utječe na temperaturu okoline i tijekom dnevnog svjetla i noću (Sl. 3D), a povećava se linearno kako se temperatura smanjuje s 27,5 ° C na 22 ° C (Sl. 3E). U usporedbi s drugim skupinama, RER skupine od 25 ° C donekle je smanjen i nije bilo razlika između preostalih skupina (Sl. 3F, G). Food intake parallel to EE pattern a increased by approximately 30% at 22°C compared to 30°C (Fig. 3h,i). Potrošnja vode i razine aktivnosti nisu se značajno razlikovale između skupina (Sl. 3J, K). Izloženost različitim temperaturama do 33 dana nije dovela do razlika u tjelesnoj težini, mršavoj masi i masnoj masi između skupina (Sl. 3N-S), već je rezultirala smanjenjem mršave tjelesne mase od približno 15% u usporedbi s Rezultati samo-prijavljenih (Sl. 3n-S). 3b, r, c)) i masna masa povećala se za više od 2 puta (od ~ 1 g do 2–3 g, sl. 3c, t, c). Nažalost, ormar od 30 ° C ima pogreške u kalibraciji i ne može pružiti točne podatke o EE i RER.
- tjelesna težina (a), mršava masa (b) i masna masa (c) nakon 8 dana (dan prije prelaska u Sable sustav). D Potrošnja energije (KCAL/H). E Prosječna potrošnja energije (0–108 sati) na različitim temperaturama (KCAL/24 sata). F omjer respiratorne razmjene (RER) (VCO2/VO2). g srednja RER (VCO2/VO2). h Ukupni unos hrane (G). Mislim 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 mršava masa 18. dana, Q Promjena mršave mase (od -8. Do 18. dana), R masna masa 18. dana 18. dana i promjena masne mase (od -8 do 18 dana). The statistical significance of repeated measures was tested by Oneway-ANOVA followed by Tukey's multiple comparison test. *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 + standardna pogreška srednje vrijednosti, tamna faza (18: 00-06: 00 h) predstavljena je sivim kutijama. Točkice na histogramima predstavljaju pojedinačne miševe. Prosječne vrijednosti izračunate su za cijelo eksperimentalno razdoblje (0-108 sati). n = 7.
Miševi su se podudarali u tjelesnoj težini, mršavoj masi i masnoj masi na početku (Sl. 4A -C) i održavani na 22, 25, 27,5 i 30 ° C kao u studijama s miševima normalne težine. . U usporedbi skupina miševa, odnos između EE i temperature pokazao je sličan linearni odnos s temperaturom tijekom vremena kod istih miševa. Tako su miševi zadržani na 22 ° C konzumirali oko 30% više energije od miševa koji su zadržani na 30 ° C (Sl. 4D, E). Prilikom proučavanja učinaka kod životinja, temperatura nije uvijek utjecala na RER (Sl. 4F, G). Unos hrane, unos vode i aktivnost nisu značajno utjecali temperatura (Sl. 4H - M). Nakon 33 dana uzgoja, miševi na 30 ° C imali su značajno veću tjelesnu težinu od miševa na 22 ° C (Sl. 4N). U usporedbi s njihovim osnovnim točkama, miševi su uzgajani na 30 ° C imali značajno veću tjelesnu težinu od miševa uzgajanih na 22 ° C (srednja ± standardna pogreška srednje vrijednosti: Sl. 4o). Relativno veći debljanje nastalo je zbog povećanja masne mase (Sl. 4P, Q), a ne povećanja mršave mase (Sl. 4R, S). U skladu s nižom vrijednosti EE na 30 ° C, ekspresija nekoliko gena BAT -a koji povećavaju funkciju/aktivnost BAT -a 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 utjecali: SEMA3A (regulacija rasta neurita), TFAM (mitohondrijska biogeneza), ADRB1, ADRA2A, PCK1 (glukoneogeneza) i CPT1A. Iznenađujuće, UCP1 i VEGF-A, povezani s povećanom termogenom aktivnošću, nisu smanjili u skupini od 30 ° C. U stvari, razine UCP1 u tri miševa bile su veće nego u skupini od 22 ° C, a VEGF-A i ADRB2 su značajno povišeni. U usporedbi s skupinom od 22 ° C, miševi održavani na 25 ° C i 27,5 ° C nisu pokazali promjenu (dopunska slika 1).
- tjelesna težina (a), mršava masa (b) i masna masa (c) nakon 9 dana (dan prije prelaska u Sable sustav). D Potrošnja energije (EE, KCAL/H). e Prosječna potrošnja energije (0–96 sati) na različitim temperaturama (KCAL/24 sata). F omjer respiratorne razmjene (RER, VCO2/VO2). g srednja RER (VCO2/VO2). h Ukupni unos hrane (G). Mislim unos hrane (g/24 sata). J Ukupna potrošnja vode (ML). K Prosječna potrošnja vode (ML/24 H). l Cumulative activity level (m). m Average activity level (m/24 h). n tjelesna težina na dan 23 (g), o Promjena tjelesne težine, p mršava masa, q Promjena mršave mase (g) na dan 23. u odnosu na 9. dan, promjena masne mase (g) u 23 dana, masnoća Masa (g) u usporedbi s 8. dana, 23. dan u usporedbi s -8. Statističku značajnost ponovljenih mjera testirala je Oneway-Anova, a slijedila je Tukeyjev višestruki usporedni test. *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 + standardna pogreška srednje vrijednosti, tamna faza (18: 00-06: 00 h) predstavljena je sivim kutijama. Točkice na histogramima predstavljaju pojedinačne miševe. Srednje vrijednosti izračunane su za cijelo eksperimentalno razdoblje (0-96 sati). n = 7.
Kao i ljudi, i miševi često stvaraju mikrookolje kako bi smanjili gubitak topline u okoliš. Da bismo kvantificirali važnost ovog okruženja za EE, procijenili smo EE na 22, 25, 27,5 i 30 ° C, sa ili bez kožnih stražara i materijala za gniježđenje. Na 22 ° C dodavanje standardnih kože smanjuje EE za oko 4%. Naknadni dodatak materijala za gniježđenje smanjio je EE za 3–4% (Sl. 5A, B). Nisu primijećene značajne promjene u unosu RER -a, unosu hrane, unosu vode ili razinama aktivnosti dodavanjem kuća ili kože + posteljina (Slika 5i -P). Dodavanje materijala za kožu i gniježđenje također je značajno smanjilo EE na 25 i 30 ° C, ali odgovori su bili kvantitativno manji. Na 27,5 ° C nije primijećena razlika. Značajno je da se u tim eksperimentima EE smanjila s povećanjem temperature, u ovom slučaju oko 57% niže od EE na 30 ° C u usporedbi s 22 ° C (Sl. 5C -H). Ista analiza provedena je samo za svjetlosnu fazu, gdje je EE bio bliži bazalnoj brzini metabolizma, jer su u ovom slučaju miševi uglavnom odmarali u koži, što je rezultiralo usporedivim veličinama učinka na različitim temperaturama (Dopunska slika 2A - H) .
Podaci za miševe iz skloništa i materijala za gniježđenje (tamnoplava), kućni, ali bez gniježđenog materijala (svijetloplava) i materijala za dom i gnijezda (narančasta). Potrošnja energije (EE, KCAL/H) za sobe 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 smješteni na 22 ° C: I respiratorna brzina (RER, VCO2/VO2), J Srednja RER (VCO2/VO2), K Kumulativni unos hrane (G), L Prosječni unos hrane (G/24 h), M Ukupni unos vode (ML), N prosječni unos vode AUC (ML/24H), O Ukupna aktivnost (M), P prosječna razina aktivnosti (M/24H). Podaci su prikazani kao srednja + standardna pogreška srednje vrijednosti, tamna faza (18: 00-06: 00 h) predstavljena je sivim kutijama. Točkice na histogramima predstavljaju pojedinačne miševe. Statističku značajnost ponovljenih mjera testirala je Oneway-Anova, a slijedila je Tukeyjev višestruki usporedni test. *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.
U miševima normalne težine (2-3 sata posta), uzgoj na različitim temperaturama nije rezultirao značajnim razlikama u koncentraciji plazme TG, 3-HB, kolesterola, ALT-a i AST-a, već HDL-a kao funkcije temperature. Slika 6A-E). Koncentracije plazme u plazmi leptina, inzulina, c-peptida i glukagona također se nisu razlikovale između skupina (slike 6G-J). Na dan testa tolerancije na glukozu (nakon 31 dan na različitim temperaturama), osnovna razina glukoze u krvi (5-6 sati posta) bila je približno 6,5 mm, bez razlike između skupina. Primjena oralne glukoze značajno je povećala koncentraciju glukoze u krvi u svim skupinama, ali i vršna koncentracija i inkrementalna površina ispod krivulja (IAUCS) (15–120 min) bili su niži u skupini miševa smještenih na 30 ° C (pojedinačne vremenske točke: P <0,05 - P <0,0001, Sl. 6k, L) u usporedbi s miševima smještenim na 22, 25 i 27,5 ° C (koji se nisu međusobno razlikovali). Primjena oralne glukoze značajno je povećala koncentraciju glukoze u krvi u svim skupinama, ali i vršna koncentracija i inkrementalna površina ispod krivulja (IAUCS) (15–120 min) bili su niži u skupini miševa smještenih na 30 ° C (pojedinačne vremenske točke: P <0,05 - P <0,0001, Sl. 6k, L) u usporedbi s miševima smještenim na 22, 25 i 27,5 ° C (koji se nisu razlikovali jedna među drugom). Croral. Konцenntraija, tak i bloщadь Prijarinija pod krivыmi (iauc) (15–120 min) bыlis nIж ышeх, (OTDELYNENNENNE TOFI: P <0,05 - P <0,0001, RRIS. 6K, l) Pos -a. rajlialis jEжDY SOBOй). Usmena 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 od 30 ° C (odvojene vremenske točke: p <0,05 - P <0,0001, Sl. 6k, L) u usporedbi s miševima koji su održani na 22, 25 i 27,5 ° C (što se nije razlikovalo jedna od druge).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 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 显着 了 所有组 血糖 血糖 浓度 但 在 在 在 在 在 在 在 30 在 饲养 小鼠组 中 ， 浓度 和 曲线 增加 面积 面积 (iauc) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 点 点 点 点 点 分钟 分钟 分钟 分钟 分钟)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) bila je niža u skupini miševa s 30 ° C (sve vremenske točke).: P <0,05 - P <0,0001, RRIS. : P <0,05 - P <0,0001, sl.6L, l) U usporedbi s miševima koji se održavaju na 22, 25 i 27,5 ° C (nema razlike jedni od drugih).
Koncentracije TG, 3-Hb, kolesterola, HDL, AST, AST, FFA, FFA, FFA, FFA, GLICHOL, leptin, inzulin, C-peptid i glukagon prikazane su kod odraslih mužjaka DIO (AL) 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 proveden dva dana prije završetka studije na miševima koji su postigli 5-6 sati i držali se na odgovarajućoj temperaturi 31 dan. Miševi su bili izazvani s 2 g/kg tjelesne težine. Područje pod podacima krivulje (L) izraženo je kao inkrementalni podaci (IAUC). Podaci su prikazani kao srednja ± SEM. Točkice 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 miševima (također postići 2-3 sata), koncentracije plazma kolesterola, HDL, ALT, AST i FFA nisu se razlikovale između skupina. I TG i glicerol bili su značajno povišeni u skupini od 30 ° C u usporedbi s skupinom od 22 ° C (slike 7A -H). Suprotno tome, 3-GB je bio oko 25% niži na 30 ° C u usporedbi s 22 ° C (Slika 7B). Dakle, iako su miševi održavani na 22 ° C imali ukupnu pozitivnu energetsku ravnotežu, što sugeriraju debljanjem, razlike u koncentraciji TG, glicerola i 3-HB u plazmi sugeriraju da su miševi na 22 ° C kada je uzorkovanje bilo manje nego na 22 ° na 22 ° C. ° C. Miševi uzgajani na 30 ° C bili su u relativno energetski negativnom stanju. U skladu s tim, koncentracije jetre glicerola i TG-a, ali ne glikogen i kolesterol, bile su veće u skupini od 30 ° C (dopunska slika 3A-D). Da bismo istražili jesu li razlike u lipolizi ovisno o temperaturi (mjereno plazmom TG i glicerolom) rezultat unutarnjih promjena u epididiminoj ili ingvinalnoj masti, izvadili smo masno tkivo iz ovih zaliha na kraju studije i kvantificirane slobodne mascene kiseline ex ex vivo. i oslobađanje glicerola. U svim eksperimentalnim skupinama, uzorci masnog tkiva iz epididimalnih i ingvinalnih skladišta pokazali su barem dvostruko povećanje proizvodnje glicerola i FFA kao odgovor na stimulaciju izoproterenola (dopunska slika 4A-D). Međutim, nije pronađen učinak temperature školjke na bazalnu ili izoproterenol-stimuliranu lipolizu. U skladu s višom tjelesnom težinom i masnom masom, razina leptina u plazmi bila je značajno veća u skupini od 30 ° C nego u skupini od 22 ° C (slika 7i). Naprotiv, razine inzulina u plazmi i C-peptida nisu se razlikovale između temperaturnih skupina (Sl. 7k, K), ali Glucagon u plazmi pokazao je ovisnost o temperaturi, ali u ovom je slučaju gotovo 22 ° C u suprotnoj skupini dva puta uspoređen do 30 ° C. IZ. Skupina C (Sl. 7L). FGF21 se nije razlikovao između različitih temperaturnih skupina (Sl. 7M). Na dan OGTT -a, početna glukoza u krvi bila je približno 10 mm i nije se razlikovala između miševa smještenih na različitim temperaturama (Sl. 7N). Oralna primjena glukoze povećala je razinu glukoze u krvi i dosegla je vrhunac u svim skupinama u koncentraciji od oko 18 mm 15 minuta nakon doziranja. Nije bilo značajnih razlika u IAUC-u (15–120 min) i koncentracija u različitim vremenskim točkama nakon doze (15, 30, 60, 90 i 120 min) (Slika 7N, O).
Koncentracije plazme TG, 3-HB, kolesterola, HDL, ALT, AST, FFA, glicerola, leptina, inzulina, C-peptida, glukagona i FGF21 prikazane su kod 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 iznimka jer je izvedena u dozi od 2 g/kg tjelesne težine dva dana prije završetka studije na miševima koji su postigli 5-6 sati i držali na odgovarajućoj temperaturi 31 dan. Područje pod podacima krivulje (O) prikazano je kao inkrementalni podaci (IAUC). Podaci su prikazani kao srednja ± SEM. Točkice 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.
Prenosivost podataka glodavaca na ljude složeno je pitanje koje igra središnju ulogu u tumačenju važnosti promatranja u kontekstu fizioloških i farmakoloških istraživanja. Iz ekonomskih razloga i za olakšavanje istraživanja, miševi se često drže na sobnoj temperaturi ispod njihove termoneutralne zone, što rezultira aktiviranjem različitih kompenzacijskih fizioloških sustava koji povećavaju brzinu metabolizma i potencijalno narušavaju prevođenje9. Stoga, izloženost miševa hladnoći može učiniti miševe otpornim 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 produženo izlaganje različitim relevantnim temperaturama (od sobe do termoneutralne) utječe na različite energetske homeostaze normalnih miševa u težini (na hrani) i DIO miševa (na HFD) i metaboličkim parametrima, kao i u mjeri u kojoj mjeri na koje su uspjeli uravnotežiti povećanje EE s povećanjem unosa hrane. Studija predstavljena u ovom članku ima za cilj unijeti određenu jasnoću ovoj temi.
Pokazujemo da je u normalnoj težini odrasli miševi i muški dio miševi EE obrnuto povezani s sobnom temperaturom između 22 i 30 ° C. Dakle, EE na 22 ° C bio je oko 30% veći od 30 ° C. U oba modela miša. Međutim, važna razlika između miševa normalne težine i DIO miševa je da, iako su miševi normalne težine odgovarali EE na nižim temperaturama podešavanjem unosa hrane u skladu s tim, unos hrane dionicama MIC -a varirao je na različitim razinama. Temperature ispitivanja bile su slične. Nakon mjesec dana, DIO miševi zadržani na 30 ° C stekli su više tjelesne težine i masne mase od miševa koji su zadržani na 22 ° C, dok su normalni ljudi koji su se držali na istoj temperaturi i u istom razdoblju nisu doveli do groznice. Ovisna razlika u tjelesnoj težini. miševi s težinom. U usporedbi s temperaturama u blizini termoneutralne ili na sobnoj temperaturi, rast na sobnoj temperaturi rezultirao je DIO -om ili normalnim miševima na prehrani s visokim masnoćom, ali ne i na prehrani miša normalne težine kako bi se dobila relativno manja težina. tijelo. Podržana drugim studijama17,18,19,20,21, ali ne i All22,23.
Sposobnost stvaranja mikro okruženja za smanjenje gubitka topline pretpostavlja se da pomakne toplinsku neutralnost na lijevo8, 12, u našoj studiji, i dodavanje materijala za gniježđenje i prikrivanje smanjeno EE, ali nije rezultiralo toplinskom neutralnošću do 28 ° C. Dakle, naši podaci ne podržavaju da niska točka termoneutralnosti kod odraslih miševa s jednim koljenima, sa ili bez ekološki obogaćenih kuća, trebala bi biti 26-28 ° C kao što je prikazano8,12, ali podržavaju i druge studije koje pokazuju termoneutralnost. Temperature od 30 ° C u miševima niske točke7, 10, 24. Za kompliciranje stvari, pokazalo se da termoneutralna točka miševa tijekom dana nije statična jer je niža tijekom faze odmora (svjetlo), možda zbog nižeg kalorija proizvodnja kao rezultat aktivnosti i termogeneze izazvane prehranom. Thus, in the light phase, the lower point of thermal neutrality turns out to be ~29°С, and in the dark phase, ~33°С25.
U konačnici, odnos između temperature okoline i ukupne potrošnje energije određuje se raspršivanjem topline. U tom kontekstu, omjer površine i volumena važna je odrednica toplinske osjetljivosti, koja utječe na disipaciju topline (površinu) i stvaranje topline (volumen). Pored površine, prijenos topline također se određuje izolacijom (brzina prijenosa topline). Kod ljudi masna masa može smanjiti gubitak topline stvaranjem izolacijske barijere oko ljuske tijela, a sugerira se da je masna masa važna i za toplinsku izolaciju kod miševa, snižavajući termoneutralnu točku i smanjujući osjetljivost temperature ispod toplinske neutralne točke ( nagib krivulje). Temperatura okoline u usporedbi s EE) 12. Naša studija nije bila osmišljena za izravno procijenjeni ovaj pretpostavljeni odnos, jer su podaci o sastavama tijela prikupljeni 9 dana prije nego što su prikupljeni podaci o potrošnji energije i zato što masa nije bila stabilna tijekom cijele studije. Međutim, budući da normalna težina i DIO miševi imaju 30% niži EE na 30 ° C nego na 22 ° C, unatoč najmanje 5-puta razlika u masnoj masi, naši podaci ne podržavaju da pretilost treba osigurati osnovnu izolaciju. faktor, barem ne u ispitivanom temperaturnom rasponu. To je u skladu s drugim studijama koje su bolje dizajnirane za istraživanje ovog4,24. U tim je studijama izolacijski učinak pretilosti bio mali, ali nađeno je da krzno osigurava 30-50% ukupne toplinske izolacije4,24. Međutim, kod mrtvih miševa, toplinska vodljivost povećala se za oko 450% odmah nakon smrti, sugerirajući da je izolacijski učinak krzna potreban za fiziološke mehanizme, uključujući vazokonstrikciju, da djeluje. Pored razlika vrsta u krznu između miševa i ljudi, na loš izolacijski učinak pretilosti kod miševa može utjecati i sljedeća razmatranja: izolacijski faktor mase ljudske masti uglavnom posreduje supkutanom masnom masom (debljina) 26,27. Tipično kod glodavaca manje od 20% ukupne životinjske FAT28. Pored toga, ukupna masna masa možda nije ni suboptimalna mjera toplinske izolacije pojedinca, jer se tvrdi da je poboljšana toplinska izolacija nadoknađena neizbježnim porastom površine (a samim tim i povećanim gubitkom topline) kako se masna masa povećava. .
In normal weight mice, fasting plasma concentrations of TG, 3-HB, cholesterol, HDL, ALT, and AST did not change at various temperatures for almost 5 weeks, probably because the mice were in the same state of energy balance. were the same in weight and body composition as at the end of the study. Consistent with the similarity in fat mass, there were also no differences in plasma leptin levels, nor in fasting insulin, C-peptide, and glucagon. More signals were found in DIO mice. Although mice at 22°C also did not have an overall negative energy balance in this state (as they gained weight), at the end of the study they were relatively more energy deficient compared to mice reared at 30°C, in conditions such as high ketones. production by the body (3-GB) and a decrease in the concentration of glycerol and TG in plasma. However, temperature-dependent differences in lipolysis do not appear to be the result of intrinsic changes in epididymal or inguinal fat, such as changes in the expression of adipohormone-responsive lipase, since FFA and glycerol released from fat extracted from these depots are between Temperature groups are similar to each other. Although we did not investigate sympathetic tone in the current study, others have found that it (based on heart rate and mean arterial pressure) is linearly related to ambient temperature in mice and is approximately lower at 30°C than at 22°C 20% C Thus, temperature-dependent differences in sympathetic tone may play a role in lipolysis in our study, but since an increase in sympathetic tone stimulates rather than inhibits lipolysis, other mechanisms may counteract this decrease in cultured mice. Potential role in the breakdown of body fat. Room temperature. Furthermore, part of the stimulatory effect of sympathetic tone on lipolysis is indirectly mediated by strong inhibition of insulin secretion, highlighting the effect of insulin interrupting supplementation on lipolysis30, but in our study, fasting plasma insulin and C-peptide sympathetic tone at different temperatures were Nije dovoljno za promjenu lipolize. Instead, we found that differences in energy status were most likely the main contributor to these differences in DIO mice. The underlying reasons that lead to better regulation of food intake with EE in normal weight mice require further study. In general, however, food intake is controlled by homeostatic and hedonic cues31,32,33. Although there is debate as to which of the two signals is quantitatively more important,31,32,33 it is well known that long-term consumption of high-fat foods leads to more pleasure-based eating behavior that is to some extent unrelated to homeostasis. . – regulated food intake34,35,36. Therefore, the increased hedonic feeding behavior of DIO mice treated with 45% HFD may be one of the reasons why these mice did not balance food intake with EE. Interestingly, differences in appetite and blood glucose-regulating hormones were also observed in the temperature-controlled DIO mice, but not in normal-weight mice. In DIO mice, plasma leptin levels increased with temperature and glucagon levels decreased with temperature. The extent to which temperature can directly influence these differences deserves further study, but in the case of leptin, the relative negative energy balance and thus lower fat mass in mice at 22°C certainly played an important role, as fat mass and plasma leptin is highly correlated37. However, the interpretation of the glucagon signal is more puzzling. As with insulin, glucagon secretion was strongly inhibited by an increase in sympathetic tone, but the highest sympathetic tone was predicted to be in the 22°C group, which had the highest plasma glucagon concentrations. Insulin is another strong regulator of plasma glucagon, and insulin resistance and type 2 diabetes are strongly associated with fasting and postprandial hyperglucagonemia 38,39 . However, the DIO mice in our study were also insulin insensitive, so this also could not be the main factor in the increase in glucagon signaling in the 22°C group. Liver fat content is also positively associated with an increase in plasma glucagon concentration, the mechanisms of which, in turn, may include hepatic glucagon resistance, decreased urea production, increased circulating amino acid concentrations, and increased amino acid-stimulated glucagon secretion40,41,42. However, since extractable concentrations of glycerol and TG did not differ between temperature groups in our study, this also could not be a potential factor in the increase in plasma concentrations in the 22°C group. Triiodothyronine (T3) plays a critical role in overall metabolic rate and initiation of metabolic defense against hypothermia43,44. Thus, plasma T3 concentration, possibly controlled by centrally mediated mechanisms,45,46 increases in both mice and humans under less than thermoneutral conditions47, although the increase in humans is smaller, which is more predisposed to mice. This is consistent with heat loss to the environment. We did not measure plasma T3 concentrations in the current study, but concentrations may have been lower in the 30°C group, which may explain the effect of this group on plasma glucagon levels, as we (updated Figure 5a) and others have shown that T3 increases plasma glucagon in a dose-dependent manner. Thyroid hormones have been reported to induce FGF21 expression in the liver. Like glucagon, plasma FGF21 concentrations also increased with plasma T3 concentrations (Supplementary Fig. 5b and ref. 48), but compared to glucagon, FGF21 plasma concentrations in our study were not affected by temperature. The underlying reasons for this discrepancy require further study, but T3-driven FGF21 induction should occur at higher levels of T3 exposure compared to the observed T3-driven glucagon response (Supplementary Fig. 5b).
Pokazalo se da je HFD snažno povezan s oslabljenom tolerancijom na glukozu i inzulinskom rezistencijom (markerima) kod miševa koji su uzgajani na 22 ° C. Međutim, HFD nije bio povezan ni s oštećenom tolerancijom glukoze ili inzulinskom rezistencijom kada se uzgaja u termoneutralnom okruženju (ovdje definirano kao 28 ° C) 19. U našem istraživanju, ovaj odnos nije ponovljen kod DIO miševa, ali miševi normalne težine održavani na 30 ° C značajno su poboljšali toleranciju na glukozu. Razlog ove razlike zahtijeva daljnje proučavanje, ali na to može utjecati i činjenica da su DIO miševi u našem istraživanju bili otporni na inzulin, s koncentracijama C-peptida u plazmi i koncentracijama inzulina 12-20 puta većim od miševa normalne težine. i u krvi na praznom želucu. Koncentracije glukoze od oko 10 mm (oko 6 mm pri normalnoj tjelesnoj težini), što, čini se, ostavlja mali prozor za bilo koji potencijalni blagotvorni učinci izloženosti termoneutralnim uvjetima radi poboljšanja tolerancije na glukozu. Mogući zbunjujući faktor je da se iz praktičnih razloga OGTT provodi na sobnoj temperaturi. Stoga su miševi smješteni na višim temperaturama imali blagi hladni šok, što može utjecati na apsorpciju/klirens glukoze. Međutim, na temelju sličnih koncentracija glukoze u krvi u različitim temperaturnim skupinama, promjene u temperaturi okoline možda nisu značajno utjecale na rezultate.
Kao što je ranije spomenuto, nedavno je istaknuto da povećanje sobne temperature može ublažiti neke reakcije na hladni stres, što može dovoditi u pitanje prenosivost podataka miša ljudima. However, it is not clear what is the optimal temperature for keeping mice to mimic human physiology. The answer to this question can also be influenced by the field of study and the endpoint being studied. An example of this is the effect of diet on liver fat accumulation, glucose tolerance and insulin resistance19. U pogledu potrošnje energije, neki istraživači vjeruju da je termoneutralnost optimalna temperatura za uzgoj, jer ljudi zahtijevaju malo dodatne energije za održavanje svoje jezgrene tjelesne temperature, a oni definiraju temperaturu jednog kruga za odrasle miševe kao 30 ° C7,10. Ostali istraživači vjeruju da je temperatura usporediva s tim da ljudi obično imaju s odraslim miševima na jednom koljenu je 23-25 ° C, jer su otkrili da je termoneutralnost 26-28 ° C, a na temelju ljudi nižih oko 3 ° C. their lower critical temperature, defined here as 23°C, is slightly 8.12. Naša studija je u skladu s nekoliko drugih studija u kojima se navodi da toplinska neutralnost nije postignuta na 26-28 ° C4, 7, 10, 11, 24, 25, što ukazuje da je 23-25 ° C prenisko. Another important factor to consider regarding room temperature and thermoneutrality in mice is single or group housing. When mice were housed in groups rather than individually, as in our study, temperature sensitivity was reduced, possibly due to crowding of the animals. However, room temperature was still below the LTL of 25 when three groups were used. Perhaps the most important interspecies difference in this regard is the quantitative significance of BAT activity as a defense against hypothermia. Thus, while mice largely compensated for their higher calorie loss by increasing BAT activity, which is over 60% EE at 5°C alone,51,52 the contribution of human BAT activity to EE was significantly higher, much smaller. Therefore, reducing BAT activity may be an important way to increase human translation. The regulation of BAT activity is complex but is often mediated by the combined effects of adrenergic stimulation, thyroid hormones and UCP114,54,55,56,57 expression. Our data indicate that the temperature needs to be raised above 27.5°C compared to mice at 22°C in order to detect differences in the expression of BAT genes responsible for function/activation. However, the differences found between groups at 30 and 22°C did not always indicate an increase in BAT activity in the 22°C group because Ucp1, Adrb2 and Vegf-a were downregulated in the 22°C group. The root cause of these unexpected results remains to be determined. One possibility is that their increased expression may not reflect a signal of elevated room temperature, but rather an acute effect of moving them from 30°C to 22°C on the day of removal (the mice experienced this 5-10 minutes before takeoff) . ).
Općenito ograničenje naše studije je da smo proučavali samo muške miševe. Druga istraživanja sugeriraju da spol može biti važno razmatranje u našim primarnim indikacijama, jer su ženski miševi s jednim koljenima osjetljiviji na temperaturu zbog veće toplinske vodljivosti i održavanja čvršće kontroliranih temperatura jezgre. Pored toga, ženski miševi (na HFD -u) pokazale su veću povezanost unosa energije s EE na 30 ° C u usporedbi s muškim miševima koji su konzumirali više miševa istog spola (20 ° C u ovom slučaju) 20. Dakle, kod ženskih miševa, subtermonetralni sadržaj učinka je veći, ali ima isti uzorak kao i kod muških miševa. U našem istraživanju usredotočili smo se na muške miševe s jednim koljenima, jer su to uvjeti pod kojima se provode većina metaboličkih studija koje ispituju EE. Drugo ograničenje naše studije bilo je to što su miševi bili na istoj prehrani tijekom cijele studije, što je onemogućilo proučavanje važnosti sobne temperature za metaboličku fleksibilnost (mjereno RER promjenama za promjene prehrane u različitim makronutrijentnim sastavama). Kod ženskih i muških miševa koji se održavaju na 20 ° C u usporedbi s odgovarajućim miševima koji se održavaju na 30 ° C.
Zaključno, naša studija pokazuje da su, kao i u drugim studijama, miševi normalne težine u krugu 1 termoneutralni iznad predviđenih 27,5 ° C. Osim toga, naša studija pokazuje da pretilost nije glavni izolacijski faktor miševa s normalnom težinom ili DIO, što rezultira sličnom temperaturom: omjeri EE u DIO i normalnoj težini. Dok je unos hrane miševa normalne težine bio u skladu s EE i tako održavao stabilnu tjelesnu težinu u cijelom rasponu temperature, unos hrane dio miševa bio je isti na različitim temperaturama, što je rezultiralo većim omjerom miševa na 30 ° C . Na 22 ° C stekao je više tjelesne težine. Općenito, sustavne studije koje ispituju potencijalnu važnost života ispod termoneutralnih temperatura opravdavaju se zbog često promatrane slabe podnošljivosti između mišjih i ljudskih studija. Na primjer, u studijama pretilosti, djelomično objašnjenje za općenito lošiju prevođenje može biti posljedica činjenice da se studije gubitka kilograma obično provode na umjereno hladnim životinjskim životinjama koje se drže na sobnoj temperaturi zbog povećanog EE. Pretjerani gubitak težine u usporedbi s očekivanom tjelesnom težinom osobe, posebno ako mehanizam djelovanja ovisi o povećanju EE povećanjem aktivnosti BAP -a, koji je aktivniji i aktiviran na sobnoj temperaturi nego na 30 ° C.
U skladu s Danskim eksperimentalnim zakonom na životinjama (1987.) i Nacionalnim institutima za zdravstvo (publikacija br. 85-23) i Europskom konvencijom za zaštitu kralježnjaka koji se koriste u eksperimentalne i druge znanstvene svrhe (Vijeće Europe br. 123, Strasbourg , 1985).
MUŠKARCI C57BL/6J od dvadeset tjedana dobiveni su od Janvier Saint Berthevin Cedex, Francuska, i dobili su Ad Libitum Standard Chow (Altromin 1324) i vode (~ 22 ° C) nakon svjetla od 12:12 sata: tamnog ciklusa. sobna temperatura. Muški DIO miševi (20 tjedana) dobiveni su od istog dobavljača i dobili su pristup ad libitum u prehrani s visokim masnoćom od 45% (Kat. Br. D12451, Research Diet Inc., NJ, SAD) i vode u uvjetima uzgoja. Miševi su bili prilagođeni okolišu tjedan dana prije početka studije. Dva dana prije prijenosa u neizravni kalorimetrijski sustav, miševi su izvagani, podvrgnuti skeniranju MRI (ECHOMRITM, TX, USA) 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 preneseni u zatvoreni i temperaturni sustav neizravne kalorimetrije u Sable Systems Internationals (Nevada, SAD), koji je uključivao i monitore kvalitete hrane i vode i promete BZ1 koji je zabilježen Razina aktivnosti mjerenjem prekida snopa. XYZ. Miševi (n = 8) bili su smješteni pojedinačno na 22, 25, 27,5 ili 30 ° C koristeći posteljinu, ali bez skloništa i materijala za gniježđenje na svjetlu od 12: 12 sati: tamni ciklus (svjetlo: 06: 00–18:00) . 2500ml/min. Miševi su aklimatizirani 7 dana prije registracije. Snimke su prikupljene četiri dana zaredom. Nakon toga, miševi su držani na odgovarajućim temperaturama na 25, 27,5 i 30 ° C tijekom dodatnih 12 dana, nakon čega su dodani koncentrati stanice kako je opisano u nastavku. U međuvremenu, skupine miševa zadržanih na 22 ° C održavane su na ovoj temperaturi još dva dana (za prikupljanje novih osnovnih podataka), a zatim se temperatura povećala u koracima od 2 ° C svaki drugi dan na početku svjetlosne faze ( 06:00) Dok se nakon toga ne dosegne 30 ° C, temperatura je spuštena na 22 ° C, a podaci su prikupljeni još dva dana. Nakon dva dodatna dana snimanja na 22 ° C, kože 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), a podaci su prikupljeni još tri dana. Tako su se na kraju studije miševi držali na 22 ° C na ovoj temperaturi 21/33 dana i na 22 ° C u posljednjih 8 dana, dok su miševi na drugim temperaturama držali na ovoj temperaturi 33 dana. /33 dana. Miševi su se hranili tijekom razdoblja ispitivanja.
Normalna težina i DIO miševi slijedili su iste postupke ispitivanja. Na dan -9, miševi su se izvagali, skenirali MRI i podijeljeni u skupine koje su usporedive u tjelesnoj težini i sastava tijela. Na dan -7, miševi su prebačeni u zatvorenu temperaturu kontroliranu neizravnu kalorimetrijsku sustav koji je proizveo Sable Systems International (Nevada, USA). Miševi su bili smješteni pojedinačno s posteljinom, ali bez gniježđenja ili materijala za sklonište. Temperatura je postavljena na 22, 25, 27,5 ili 30 ° C. Nakon tjedan dana aklimatizacije (dani -7 do 0, životinje nisu poremećene), podaci su prikupljeni četiri dana zaredom (dani 0-4, podaci prikazani na slikama 1, 2, 5). Nakon toga, miševi su se držali na 25, 27,5 i 30 ° C držani u stalnim uvjetima do 17. dana. Istodobno, temperatura u skupini od 22 ° C povećana je u intervalima od 2 ° C svaki drugi dan podešavanjem temperaturnog ciklusa (06:00 h) na početku izloženosti svjetlosti (podaci su prikazani na slici 1) . 15. dana, temperatura je pala na 22 ° C, a dva dana podataka prikupljena su kako bi se osigurale osnovne podatke za naknadne tretmane. Kože su dodane svim miševima 17. dana, a materijal za gniježđenje dodano je 20. dana (Sl. 5). Dana 23. dana, miševi su izvagani i podvrgnuti skeniranju MRI, a zatim su ostali sami 24 sata. 24. dana, miševi su postigli od početka fotoperioda (06:00), a primili su OGTT (2 g/kg) u 12:00 (6-7 sati posta). Nakon toga, miševi su vraćeni u svoje sable uvjete i eutanazirani drugi dan (25. dan).
DIO miševi (n = 8) slijedili su isti protokol kao i miševi normalne težine (kao što je opisano gore i na slici 8). Miševi su održavali 45% HFD tijekom eksperimenta energetskih troškova.
VO2 i VCO2, kao i tlak vodene pare, zabilježeni su na frekvenciji od 1 Hz s vremenskom konstantom stanice od 2,5 min. Unos hrane i vode prikupljen je kontinuiranim snimanjem (1 Hz) težine kanta za hranu i vode. Korišteni monitor kvalitete izvijestio je o razlučivosti od 0,002 g. Razine aktivnosti zabilježene su pomoću monitora 3D XYZ snopa, podaci su prikupljeni u unutarnjoj rezoluciji od 240 Hz i izvijestili su svake sekunde kako bi kvantificirali ukupnu prenesenu udaljenost (M) s učinkovitom prostornošću od 0,25 cm. Podaci su obrađeni s makro tumačem sable Systems V.2.41, izračunavanjem EE i RER -a i filtriranjem odmetnika (npr. Događaji lažnih obroka). Makro tumač konfiguriran je za izlaz podataka za sve parametre svakih pet minuta.
Pored regulacije EE, temperatura okoline može također regulirati druge aspekte metabolizma, uključujući postprandijalni metabolizam glukoze, regulirajući izlučivanje hormona koji metaboliziraju glukozu. Da bismo testirali ovu hipotezu, konačno smo dovršili studiju tjelesne temperature izazivajući normalne miševe težine s Oralnim opterećenjem glukoze DIO (2 g/kg). Metode su detaljno opisane detaljnim materijalima.
Na kraju studije (25. dan), miševi su postigli 2-3 sata (počevši od 06:00), anestezirani izofluranom, a u potpunosti su razbijeni retroorbitalnom venepunkturom. Kvantifikacija lipida i hormona i lipida u jetri opisana je u dodatnim materijalima.
Da bi se istražilo da li temperatura ljuske uzrokuje unutarnje promjene masnog tkiva koje utječu na lipolizu, ingvinalno i epididimsko masno tkivo izrezano je izravno iz miševa nakon posljednje faze krvarenja. Tkiva su obrađena korištenjem novorazvijenog ispitivanja ex vivo lipolize opisanim u dopunskim metodama.
Smeđe masno tkivo (BAT) prikupljeno je na dan kraja studije i obrađeno je kako je opisano u dodatnim metodama.
Podaci su prikazani kao srednja ± SEM. Grafikoni su stvoreni u GraphPad Prism 9 (La Jolla, CA), a grafika su uređena u Adobe Illustratoru (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA). Statistička značajnost procijenjena je u GraphPad prizmi i testirana uparenim t-testom, ponovljenim mjerama jednosmjerne/dvosmjerne ANOVA, nakon čega je uslijedila Tukeyjev test za višestruke usporedbe ili neparnu jednosmjernu ANOVA, a slijedi Tukeyjev višestruki test za usporedbu po potrebi. Gaussovu distribuciju podataka potvrdio je test normalnosti d'Agostino-Pearson prije testiranja. Veličina uzorka naznačena je u odgovarajućem odjeljku odjeljka "Rezultati", kao i u legendi. Ponavljanje je definirano kao svako mjerenje uzeto na istoj životinji (in vivo ili na uzorku tkiva). U pogledu obnovljivosti podataka, povezanost između troškova energije i temperature slučaja dokazana je u četiri neovisne studije koristeći različite miševe sa sličnim dizajnom studije.
Detaljni eksperimentalni protokoli, materijali i sirovi podaci dostupni su na razumnom zahtjevu vodeće autorice Rune E. Kuhre. Ova studija nije stvorila nove jedinstvene reagense, transgene životinje/stanične linije ili podatke o sekvenciranju.
Za više informacija o dizajnu studije, pogledajte Izvještaj o istraživanju prirode sažeto je povezano s ovim člankom.
Svi podaci tvore graf. 1-7 deponirano je u skladištu znanstvene baze podataka, pristupni broj: 1253.11.ScienceB.02284 ili https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284. Podaci prikazani u ESM -u mogu se poslati Runu e Kuhre nakon razumnog testiranja.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Laboratorijske životinje kao surogat modela ljudske pretilosti. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Laboratorijske životinje kao surogat modela ljudske pretilosti.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. i Tang-Christensen M. Laboratorijske životinje kao surogat modela ljudske pretilosti. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. 实验动物作为人类肥胖的替代模型。 Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Eksperimentalne životinje kao zamjenski model za ljude.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. i Tang-Christensen M. Laboratorijske životinje kao surogat modela pretilosti kod ljudi.Acta farmakologija. Zločin 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA izračunavanje novog mie konstantnog i eksperimentalnog određivanja veličine opeklina. Burns 22, 607–611 (1996).
Gordon, SJ Mouse termoregulacijski sustav: njegove implikacije na prijenos biomedicinskih podataka na ljude. 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. i Nedergaard, J. Oirenie neeet iзolirueego э fFEKTA. Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G., Cannon, B. i Nedergaard, J. Pretilost nema izolirajući 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 bila je obrnuto povezana s tjelesnom težinom i bazalnom metaboličkom brzinom kod mršavih i prekomjerne težine. J. toplo. biologija. 69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. Optimalne temperature stanova za miševe kako bi oponašali toplinsko okruženje ljudi: eksperimentalna studija. Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. Optimalne temperature stanova za miševe kako bi oponašali toplinsko okruženje ljudi: eksperimentalna studija.Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. Optimalne temperature kuće za miševe koji oponašaju ljudsko toplinsko okruženje: eksperimentalna studija. Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. 小鼠模拟人类热环境的最佳住房温度 ： 一项实验研究。 Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. i Nedergaard J. Optimalna temperatura kućišta za miševe koji simuliraju ljudsko toplinsko okruženje: eksperimentalna studija.Moore. metabolizam. 7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. i Speakman, JR Koja je najbolja temperatura stambenog prostora za prevođenje eksperimenata miša u ljude? Keijer, J., Li, M. i Speakman, JR Koja je najbolja temperatura stambenog prostora za prevođenje eksperimenata miša u ljude?Keyer J, Lee M i Speakman Jr Koja je najbolja sobna temperatura za prijenos eksperimenata miša na ljude? Keijer, J., Li, M. i Speakman, Jr 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？ Keijer, J., Li, M. i Speakman, JRKeyer J, Lee M i Speakman Jr Koja je optimalna temperatura školjke za prijenos eksperimenata miša na ljude?Moore. metabolizam. 25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ i Macdougald, OA miševi kao eksperimentalni modeli za ljudsku fiziologiju: kada je nekoliko stupnjeva u temperaturi stambene matere. Seeley, RJ i Macdougald, OA miševi kao eksperimentalni modeli za ljudsku fiziologiju: kada je nekoliko stupnjeva u temperaturi stambene matere. Seeley, rj & macdougald, oa miki kak эKSPerimentalьNNele l -aloiogOiliilielol -a: KOGDASLOLOSKO жKOLHKOL зenie. Seeley, RJ i Macdougald, OA miševi kao eksperimentalni modeli za ljudsku fiziologiju: kada nekoliko stupnjeva u stanu napravi razliku. Seeley, RJ i Macdougald, OA 小鼠作为人类生理学的实验模型: 当几度的住房温度很重要时。 Seeley, RJ i Macdougald, OA Mfi seeley, rj & macdougald, oaKKK эKSPERIMENELALANANANELь фELOGII ILELOVEKA: KOGDASKOSLOSLOSLOSLOSUSOSUSUSU IMEюT зNaчENIE. Seeley, RJ i MacDougald, OA miševi kao eksperimentalni model ljudske fiziologije: kada je važno nekoliko stupnjeva sobne temperature.Nacionalni metabolizam. 3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. Odgovor na pitanje "Koja je najbolja temperatura stanova za prevođenje eksperimenata miša u ljude?" Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. Odgovor na pitanje "Koja je najbolja temperatura stanova za prevođenje eksperimenata miša u ljude?" Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. Odgovorite na pitanje "Koja je najbolja sobna temperatura za prijenos eksperimenata miša na ljude?" Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J. 问题的答案 问题的答案 "将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？" Fischer, AW, Cannon, B. i Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. i Nedergaard J. odgovaraju na pitanje "Koja je optimalna temperatura školjke za prijenos eksperimenata miša na ljude?"Da: termoneutralni. Moore. metabolizam. 26, 1-3 (2019).
Post Vrijeme: listopad-28-2022
