Ви благодариме што ја посетивте Nature.com. Верзијата на прелистувачот што ја користите има ограничена поддршка за CSS. За најдобро искуство, препорачуваме да користите ажуриран прелистувач (или да го оневозможите режимот на компатибилност во Internet Explorer). Во меѓувреме, за да обезбедиме континуирана поддршка, ќе ја прикажеме страницата без стилови и JavaScript.
Повеќето метаболички студии кај глувци се спроведуваат на собна температура, иако под овие услови, за разлика од луѓето, глувците трошат многу енергија за одржување на внатрешната температура. Овде, ние ги опишуваме глувците со нормална тежина и дебелина предизвикана од диета (DIO) кај глувци C57BL/6J хранети со чау чау или диета со 45% висока содржина на масти, соодветно. Глувците беа сместени 33 дена на 22, 25, 27,5 и 30°C во индиректен калориметриски систем. Покажуваме дека потрошувачката на енергија се зголемува линеарно од 30°C до 22°C и е околу 30% повисока на 22°C кај двата модели на глувци. Кај глувците со нормална тежина, внесот на храна го неутрализираше внесот на храна (EE). Спротивно на тоа, глувците со DIO не го намалија внесот на храна кога EE се намали. Така, на крајот од студијата, глувците на 30°C имаа поголема телесна тежина, масна маса и плазматски глицерол и триглицериди од глувците на 22°C. Нерамнотежата кај глувците со DIO може да се должи на зголемена диета базирана на задоволство.
Глувчето е најчесто користениот животински модел за проучување на човечката физиологија и патофизиологија и често е стандардното животно што се користи во раните фази на откривање и развој на лекови. Сепак, глувците се разликуваат од луѓето на неколку важни физиолошки начини, и додека алометриското скалирање може да се користи до одреден степен за да се преведе на луѓето, огромните разлики помеѓу глувците и луѓето лежат во терморегулацијата и енергетската хомеостаза. Ова покажува фундаментална недоследност. Просечната телесна маса на возрасни глувци е најмалку илјада пати помала од онаа на возрасните (50 g наспроти 50 kg), а односот на површината и масата се разликува за околу 400 пати поради нелинеарната геометриска трансформација опишана од Ми. Равенка 2. Како резултат на тоа, глувците губат значително повеќе топлина во однос на нивниот волумен, па затоа се почувствителни на температура, посклони кон хипотермија и имаат просечна базална метаболичка стапка десет пати поголема од онаа на луѓето. На стандардна собна температура (~22°C), глувците мора да ја зголемат вкупната потрошувачка на енергија (EE) за околу 30% за да ја одржат основната телесна температура. На пониски температури, EE се зголемува уште повеќе за околу 50% и 100% на 15 и 7°C во споредба со EE на 22°C. Така, стандардните услови на сместување предизвикуваат реакција на студен стрес, што може да ја компромитира преносливоста на резултатите од глувците на луѓето, бидејќи луѓето што живеат во современите општества го поминуваат поголемиот дел од своето време во термонеутрални услови (бидејќи нашиот помал сооднос на површината кон волуменот нè прави помалку чувствителни на температурата, бидејќи создаваме термонеутрална зона (TNZ) околу нас. EE над базалната метаболичка стапка) се протега од ~19 до 30°C6, додека глувците имаат повисок и потесен опсег што се протега само од 2–4°C7,8. Всушност, овој важен аспект доби значително внимание во последниве години4, 7,8,9,10,11,12 и се сугерира дека некои „разлики меѓу видовите“ можат да се ублажат со зголемување на температурата на обвивката9. Сепак, не постои консензус за температурниот опсег што претставува термонеутралност кај глувците. Според тоа, дали пониската критична температура во термонеутралниот опсег кај глувците со едно колено е поблиску до 25°C или поблиску до 30°C4, 7, 8, 10, 12 останува контроверзно. ЕЕ и другите метаболички параметри се ограничени на часови до денови, па затоа степенот до кој продолженото изложување на различни температури може да влијае на метаболичките параметри како што се телесната тежина е нејасен. потрошувачка, искористување на супстратот, толеранција на гликоза и концентрации на липиди и гликоза во плазмата и хормони што го регулираат апетитот. Покрај тоа, потребни се понатамошни истражувања за да се утврди до кој степен исхраната може да влијае на овие параметри (DIO глувците на диета со висока содржина на масти може да бидат повеќе ориентирани кон диета базирана на задоволство (хедонистичка) диета). За да обезбедиме повеќе информации за оваа тема, го испитавме ефектот на температурата на одгледување врз гореспоменатите метаболички параметри кај возрасни машки глувци со нормална тежина и машки глувци со дебелина предизвикана од диета (DIO) на диета со висока содржина на масти од 45%. Глувците беа чувани на 22, 25, 27,5 или 30°C најмалку три недели. Температурите под 22°C не се проучени бидејќи стандардното сместување на животни ретко е под собна температура. Откривме дека глувците со нормална тежина и глувците со еден круг DIO реагираа слично на промените во температурата на заградувањето во однос на EE и без оглед на условите на заградувањето (со или без материјал за засолниште/гнездење). Меѓутоа, додека глувците со нормална тежина го прилагодија внесот на храна според EE, внесот на храна кај глувците DIO беше во голема мера независен од EE, што резултираше со зголемување на телесната тежина кај глувците. Според податоците за телесната тежина, плазматските концентрации на липиди и кетонски тела покажаа дека глувците DIO на 30°C имале попозитивен енергетски биланс од глувците на 22°C. Основните причини за разликите во рамнотежата на внесот на енергија и EE помеѓу глувците со нормална тежина и глувците DIO бараат понатамошно проучување, но може да бидат поврзани со патофизиолошки промени кај глувците DIO и ефектот на диетата базирана на задоволство како резултат на исхраната со дебелина.
ЕЕ се зголемуваше линеарно од 30 до 22°C и беше околу 30% повисока на 22°C во споредба со 30°C (Сл. 1a, b). Респираторната размена (RER) беше независна од температурата (Сл. 1c, d). Внесот на храна беше во согласност со динамиката на ЕЕ и се зголемуваше со намалување на температурата (исто така ~30% повисока на 22°C во споредба со 30°C (Сл. 1e, f). Внес на вода. Волуменот и нивото на активност не зависеа од температурата (Сл. 1g). -to).
Машките глувци (C57BL/6J, стари 20 недели, индивидуално сместување, n=7) биле сместени во метаболички кафези на 22°C една недела пред почетокот на студијата. Два дена по собирањето на основните податоци, температурата била покачена со зголемувања од 2°C во 06:00 часот на ден (почеток на светлата фаза). Податоците се претставени како средна вредност ± стандардна грешка на средната вредност, а темната фаза (18:00–06:00 часот) е претставена со сива рамка. a Потрошувачка на енергија (kcal/h), b Вкупна потрошувачка на енергија на различни температури (kcal/24 часа), c Респираторна размена (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d Среден RER во светла и темна фаза (VCO2 /VO2) (нулта вредност е дефинирана како 0,7). e кумулативен внес на храна (g), f вкупен внес на храна 24 часа, g вкупен внес на вода 24 часа (ml), h вкупен внес на вода 24 часа, i кумулативно ниво на активност (m) и j вкупен ниво на активност (m/24 часа). Глувците биле чувани на наведената температура 48 часа. Податоците прикажани за 24, 26, 28 и 30°C се однесуваат на последните 24 часа од секој циклус. Глувците останале нахранети во текот на целата студија. Статистичката значајност била тестирана со повторени мерења на еднонасочна ANOVA проследена со повеќекратен споредбен тест на Туки. Ѕвездичките означуваат значајност за почетната вредност од 22°C, засенчувањето означува значајност помеѓу другите групи како што е наведено. *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.Просечните вредности беа пресметани за целиот експериментален период (0-192 часа). n = 7.
Како и во случајот со глувци со нормална тежина, EE се зголемуваше линеарно со намалување на температурата, а во овој случај, EE беше исто така околу 30% повисока на 22°C во споредба со 30°C (сл. 2a,b). RER не се менуваше на различни температури (сл. 2c, d). За разлика од глувците со нормална тежина, внесот на храна не беше во согласност со EE како функција на собната температура. Внесот на храна, внесот на вода и нивото на активност беа независни од температурата (сл. 2e–j).
Машките глувци (C57BL/6J, 20 недели) DIO беа индивидуално сместени во метаболички кафези на 22°C една недела пред почетокот на студијата. Глувците можат да користат 45% HFD ad libitum. По аклиматизација во тек на два дена, беа собрани основни податоци. Последователно, температурата се зголемуваше во зголемувања од 2°C секој втор ден во 06:00 часот (почеток на светлата фаза). Податоците се претставени како средна вредност ± стандардна грешка на средната вредност, а темната фаза (18:00–06:00 часот) е претставена со сива кутија. a Потрошувачка на енергија (kcal/h), b Вкупна потрошувачка на енергија на различни температури (kcal/24 часа), c Респираторна размена (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d Среден RER во светла и темна фаза (VCO2 /VO2) (нулта вредност е дефинирана како 0,7). e кумулативен внес на храна (g), f вкупен внес на храна 24 часа, g вкупен внес на вода 24 часа (ml), h вкупен внес на вода 24 часа, i кумулативно ниво на активност (m) и j вкупен ниво на активност (m/24 часа). Глувците биле чувани на наведената температура 48 часа. Податоците прикажани за 24, 26, 28 и 30°C се однесуваат на последните 24 часа од секој циклус. Глувците биле одржувани на 45% HFD до крајот на студијата. Статистичката значајност била тестирана со повторени мерења на еднонасочна ANOVA проследена со повеќекратен споредбен тест на Туки. Ѕвездичките означуваат значајност за почетната вредност од 22°C, засенчувањето означува значајност помеѓу другите групи како што е наведено. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001.Просечните вредности беа пресметани за целиот експериментален период (0-192 часа). n = 7.
Во друга серија експерименти, го испитавме ефектот на температурата на околината врз истите параметри, но овој пат помеѓу групи глувци кои постојано беа чувани на одредена температура. Глувците беа поделени во четири групи за да се минимизираат статистичките промени во средната вредност и стандардната девијација на телесната тежина, мастите и нормалната телесна тежина (Сл. 3a–c). По 7 дена аклиматизација, беа забележани 4,5 дена EE. EE е значително под влијание на температурата на околината и во текот на дневните часови и ноќе (Сл. 3d) и се зголемува линеарно како што температурата се намалува од 27,5°C на 22°C (Сл. 3e). Во споредба со другите групи, RER на групата од 25°C беше донекаде намален и немаше разлики помеѓу преостанатите групи (Сл. 3f,g). Внесувањето храна паралелно со моделот на EE a се зголеми за приближно 30% на 22°C во споредба со 30°C (Сл. 3h,i). Потрошувачката на вода и нивоата на активност не се разликуваа значително помеѓу групите (Сл. 3j,k). Изложеноста на различни температури до 33 дена не доведе до разлики во телесната тежина, чистата маса и масната маса помеѓу групите (Сл. 3n-s), но резултираше со намалување на чистата телесна маса од приближно 15% во споредба со самопријавените резултати (Сл. 3n-s). 3b, r, c)) и масната маса се зголеми за повеќе од 2 пати (од ~1 g на 2–3 g, Сл. 3c, t, c). За жал, кабинетот од 30°C има грешки во калибрацијата и не може да обезбеди точни податоци за EE и RER.
- Телесна тежина (a), чиста маса (b) и масна маса (c) по 8 дена (еден ден пред трансфер во SABLE системот). d Потрошувачка на енергија (kcal/h). e Просечна потрошувачка на енергија (0–108 часа) на различни температури (kcal/24 часа). f Однос на респираторна размена (RER) (VCO2/VO2). g Среден RER (VCO2/VO2). h Вкупен внес на храна (g). i Среден внес на храна (g/24 часа). j Вкупна потрошувачка на вода (ml). k Просечна потрошувачка на вода (ml/24 часа). l Кумулативно ниво на активност (m). m Просечно ниво на активност (m/24 часа). n телесна тежина на 18-тиот ден, o промена на телесната тежина (од -8-ми до 18-ти ден), p чиста маса на 18-тиот ден, q промена на чистата маса (од -8-ми до 18-ти ден), r масна маса на 18-тиот ден и промена на масната маса (од -8 до 18 дена). Статистичката значајност на повторените мерења беше тестирана со Oneway-ANOVA, проследено со повеќекратен споредбен тест на Туки. *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.Податоците се претставени како средна вредност + стандардна грешка на средната вредност, темната фаза (18:00-06:00 часот) е претставена со сиви полиња. Точките на хистограмите ги претставуваат поединечните глувци. Просечните вредности се пресметани за целиот експериментален период (0-108 часа). n = 7.
Глувците беа усогласени по телесна тежина, чиста маса и масна маса на почетокот (сл. 4a-c) и одржувани на 22, 25, 27,5 и 30°C како во студиите со глувци со нормална тежина. . При споредување на групите глувци, односот помеѓу EE и температурата покажа слична линеарна врска со температурата со текот на времето кај истите глувци. Така, глувците чувани на 22°C консумирале околу 30% повеќе енергија од глувците чувани на 30°C (сл. 4d, e). При проучување на ефектите кај животните, температурата не секогаш влијаела на RER (сл. 4f, g). Внесот на храна, внесот на вода и активноста не биле значително засегнати од температурата (сл. 4h-m). По 33 дена одгледување, глувците на 30°C имале значително поголема телесна тежина од глувците на 22°C (сл. 4n). Во споредба со нивните соодветни почетни точки, глувците одгледувани на 30°C имале значително поголема телесна тежина од глувците одгледувани на 22°C (средна вредност ± стандардна грешка на средната вредност: Сл. 4o). Релативно поголемото зголемување на телесната тежина се должело на зголемување на масната маса (Сл. 4p, q), а не на зголемување на чистата маса (Сл. 4r, s). Во согласност со пониската вредност на EE на 30°C, експресијата на неколку BAT гени кои ја зголемуваат функцијата/активноста на BAT била намалена на 30°C во споредба со 22°C: Adra1a, Adrb3 и Prdm16. Другите клучни гени кои исто така ја зголемуваат функцијата/активноста на BAT не биле засегнати: Sema3a (регулација на растот на невритите), Tfam (митохондријална биогенеза), Adrb1, Adra2a, Pck1 (глуконеогенеза) и Cpt1a. Изненадувачки, Ucp1 и Vegf-a, поврзани со зголемена термогена активност, не се намалиле во групата на 30°C. Всушност, нивоата на Ucp1 кај три глувци беа повисоки отколку во групата на 22°C, а Vegf-a и Adrb2 беа значително покачени. Во споредба со групата на 22°C, глувците одржувани на 25°C и 27,5°C не покажаа промена (Дополнителна слика 1).
- Телесна тежина (a), чиста маса (b) и масна маса (c) по 9 дена (еден ден пред префрлање во SABLE системот). d Потрошувачка на енергија (EE, kcal/h). e Просечна потрошувачка на енергија (0–96 часа) на различни температури (kcal/24 часа). f Однос на респираторна размена (RER, VCO2/VO2). g Среден RER (VCO2/VO2). h Вкупен внес на храна (g). i Среден внес на храна (g/24 часа). j Вкупна потрошувачка на вода (ml). k Просечна потрошувачка на вода (ml/24 часа). l Кумулативно ниво на активност (m). m Просечно ниво на активност (m/24 часа). n Телесна тежина на 23-ти ден (g), o Промена на телесната тежина, p Маса на маснотијата, q Промена на чистата маса (g) на 23-ти ден во споредба со 9-ти ден, Промена на масната маса (g) на 23-ти ден, Маса на маснотијата (g) во споредба со 8-ми ден, 23-ти ден во споредба со 8-ми ден. Статистичката значајност на повторените мерења беше тестирана со Oneway-ANOVA, проследено со повеќекратен споредбен тест на Туки. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001.Податоците се претставени како средна вредност + стандардна грешка на средната вредност, темната фаза (18:00-06:00 часот) е претставена со сиви полиња. Точките на хистограмите ги претставуваат поединечните глувци. Средните вредности се пресметани за целиот експериментален период (0-96 часа). n = 7.
Како и луѓето, глувците често создаваат микросредини за да го намалат губитокот на топлина во околината. За да ја квантифицираме важноста на оваа средина за ЕЕ, ја проценивме ЕЕ на 22, 25, 27,5 и 30°C, со или без кожни штитници и материјал за гнездење. На 22°C, додавањето на стандардни кожи ја намалува ЕЕ за околу 4%. Последователно додавање на материјал за гнездење ја намали ЕЕ за 3-4% (Сл. 5a,b). Не се забележани значајни промени во RER, внесот на храна, внесот на вода или нивоата на активност со додавање на куќи или кожи + постелнина (Слика 5i-p). Додавањето на кожа и материјал за гнездење, исто така, значително ја намали ЕЕ на 25 и 30°C, но одговорите беа квантитативно помали. На 27,5°C не е забележана разлика. Имено, во овие експерименти, ЕЕ се намали со зголемување на температурата, во овој случај околу 57% пониско од ЕЕ на 30°C во споредба со 22°C (Сл. 5c-h). Истата анализа беше извршена само за лесната фаза, каде што ЕЕ беше поблиску до базалната метаболичка стапка, бидејќи во овој случај глувците претежно се одмараа во кожата, што резултираше со споредливи големини на ефектите на различни температури (Дополнителна слика 2a-h).
Податоци за глувци од материјал за засолниште и гнездење (темно сина), материјал за дом, но без материјал за гнездење (светло сина) и материјал за дом и гнездо (портокалова). Потрошувачка на енергија (EE, kcal/h) за соби a, c, e и g на 22, 25, 27,5 и 30 °C, b, d, f и h значат EE (kcal/h). ip Податоци за глувци сместени на 22°C: i респираторна стапка (RER, VCO2/VO2), j среден RER (VCO2/VO2), k кумулативен внес на храна (g), l просечен внес на храна (g/24 h), m вкупен внес на вода (mL), n просечен внес на вода AUC (mL/24h), o вкупна активност (m), p просечно ниво на активност (m/24h). Податоците се претставени како средна вредност + стандардна грешка на средната вредност, темната фаза (18:00-06:00 h) е претставена со сиви кутии. Точките на хистограмите претставуваат индивидуални глувци. Статистичката значајност на повторените мерења беше тестирана со Oneway-ANOVA, проследено со повеќекратен споредбен тест на Туки. *P < 0,05, **P < 0,01. *P < 0,05, **P < 0,01. *Р<0,05, **Р<0,01. *P <0,05, **P <0,01. *P < 0,05,**P < 0,01. *P < 0,05,**P < 0,01. *Р<0,05, **Р<0,01. *P <0,05, **P <0,01.Просечните вредности беа пресметани за целиот експериментален период (0-72 часа). n = 7.
Кај глувци со нормална тежина (2-3 часа постење), одгледувањето на различни температури не резултирало со значајни разлики во плазматските концентрации на TG, 3-HB, холестерол, ALT и AST, туку HDL како функција на температурата. Слика 6a-e). Плазматските концентрации на лептин, инсулин, C-пептид и глукагон на гладно, исто така, не се разликувале помеѓу групите (слики 6g-j). На денот на тестот за толеранција на гликоза (по 31 ден на различни температури), основното ниво на гликоза во крвта (5-6 часа постење) било приближно 6,5 mM, без разлика помеѓу групите. Администрацијата на орална гликоза значително ги зголеми концентрациите на гликоза во крвта во сите групи, но и врвната концентрација и инкременталната површина под кривите (iAUCs) (15-120 мин) беа пониски во групата глувци сместени на 30 °C (индивидуални временски точки: P < 0,05–P < 0,0001, Сл. 6k, l) во споредба со глувците сместени на 22, 25 и 27,5 °C (кои не се разликуваа меѓусебно). Администрацијата на орална гликоза значително ги зголеми концентрациите на гликоза во крвта во сите групи, но и врвната концентрација и инкременталната површина под кривите (iAUCs) (15-120 мин) беа пониски во групата глувци сместени на 30 °C (индивидуални временски точки: P < 0,05–P < 0,0001, Сл. 6k, l) во споредба со глувците сместени на 22, 25 и 27,5 °C (кои не се разликуваа меѓусебно). Пероральное введение глюкозы значительно повышало концентрацию глюкозы во крови во сите групи, но како група пиковая концентрация, так и площадь приращения под кривыми (iAUC) (15–120 г., миныже) содержащихся при 30 °C (оддельные временные точки: P < 0,05–P < 0,0001, рис. 6k, l) по сравнению со мышами, содержащимися при 22, 25 и 27,5 ° C ( различались между собой). Оралната администрација на гликоза значително ги зголеми концентрациите на гликоза во крвта кај сите групи, но и врвната концентрација и инкременталната површина под кривите (iAUC) (15-120 мин) беа пониски кај групата глувци на 30°C (одделни временски точки: P < 0,05–P < 0,0001, Сл. 6k, l) во споредба со глувците чувани на 22, 25 и 27,5 °C (кои не се разликуваа едни од други).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Ｊ含0,05-P <0,0001, 图6 k, l）与饲养在22, 25 до 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 猲张浓度 和 曲线 下 增加 面积 面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 点 点 点0
Оралната администрација на гликоза значително ги зголеми концентрациите на гликоза во крвта во сите групи, но и врвната концентрација и површината под кривата (iAUC) (15-120 мин) беа пониски во групата глувци хранети на 30°C (сите временски точки).: P < 0,05–P < 0,0001, рис. : P < 0,05–P < 0,0001, Сл.6l, l) во споредба со глувци чувани на 22, 25 и 27,5°C (нема разлика едни од други).
Плазматските концентрации на TG, 3-HB, холестерол, HDL, ALT, AST, FFA, глицерол, лептин, инсулин, C-пептид и глукагон се прикажани кај возрасни машки DIO(al) глувци по 33 дена хранење на наведената температура. Глувците не биле хранети 2-3 часа пред земањето примероци од крв. Исклучок бил орален тест за толеранција на гликоза, кој бил извршен два дена пред крајот на студијата на глувци кои постеле 5-6 часа и биле чувани на соодветна температура 31 ден. Глувците биле предизвикани со 2 g/kg телесна тежина. Податоците за површината под кривата (L) се изразуваат како инкрементални податоци (iAUC). Податоците се претставени како средна вредност ± SEM. Точките претставуваат индивидуални примероци. *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.
Кај глувците DIO (исто така постени 2-3 часа), концентрациите на холестерол во плазмата, HDL, ALT, AST и FFA не се разликуваа помеѓу групите. И TG и глицеролот беа значително покачени во групата на 30°C во споредба со групата на 22°C (Слики 7a-h). Спротивно на тоа, 3-GB беше околу 25% понизок на 30°C во споредба со 22°C (Слика 7b). Така, иако глувците одржувани на 22°C имаа целокупен позитивен енергетски биланс, како што сугерира зголемувањето на телесната тежина, разликите во плазматските концентрации на TG, глицерол и 3-HB сугерираат дека глувците на 22°C кога земањето примероци беше помало отколку на 22°C. Глувците одгледувани на 30°C беа во релативно енергетски понегативна состојба. Во согласност со ова, концентрациите на екстрахирачки глицерол и TG во црниот дроб, но не и гликоген и холестерол, беа повисоки во групата на 30°C (Дополнителна слика 3a-d). За да се испита дали разликите во липолизата зависни од температурата (мерени со плазматски ТГ и глицерол) се резултат на внатрешни промени во епидидималната или ингвиналната маст, на крајот од студијата екстрахиравме масно ткиво од овие резерви и квантификувавме слободни масни киселини ex vivo и ослободување на глицерол. Во сите експериментални групи, примероците од масно ткиво од епидидималните и ингвиналните депоа покажаа барем двојно зголемување на производството на глицерол и масни масни киселини како одговор на стимулација со изопротеренол (Дополнителна слика 4a-d). Сепак, не е пронајден ефект на температурата на обвивката врз базалната или липолиза стимулирана од изопротеренол. Во согласност со поголемата телесна тежина и масата на масти, нивоата на лептин во плазмата беа значително повисоки во групата на 30°C отколку во групата на 22°C (Слика 7i). Напротив, нивоата на инсулин и C-пептид во плазмата не се разликуваа помеѓу температурните групи (сл. 7k, k), но плазматскиот глукагон покажа зависност од температурата, но во овој случај речиси 22°C во спротивната група беше двојно во споредба со 30°C. ОД. Група C (сл. 7l). FGF21 не се разликуваше помеѓу различните температурни групи (сл. 7m). На денот на OGTT, основната гликоза во крвта беше приближно 10 mM и не се разликуваше помеѓу глувците сместени на различни температури (сл. 7n). Оралната администрација на гликоза ги зголеми нивоата на гликоза во крвта и достигна врв во сите групи со концентрација од околу 18 mM 15 минути по дозирањето. Немаше значајни разлики во iAUC (15-120 мин) и концентрациите во различни временски точки по дозата (15, 30, 60, 90 и 120 мин) (сл. 7n, o).
Плазматските концентрации на TG, 3-HB, холестерол, HDL, ALT, AST, FFA, глицерол, лептин, инсулин, C-пептид, глукагон и FGF21 беа прикажани кај возрасни машки DIO (ao) глувци по 33 дена хранење. Наведената температура. Глувците не беа хранети 2-3 часа пред земањето примероци од крв. Оралниот тест за толеранција на гликоза беше исклучок бидејќи беше извршен во доза од 2 g/kg телесна тежина два дена пред крајот на студијата кај глувци кои беа постени 5-6 часа и чувани на соодветна температура 31 ден. Податоците за површината под кривата (o) се прикажани како инкрементални податоци (iAUC). Податоците се претставени како средна вредност ± SEM. Точките претставуваат индивидуални примероци. *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.
Преносливоста на податоците од глодари на луѓето е комплексно прашање кое игра централна улога во толкувањето на важноста на набљудувањата во контекст на физиолошките и фармаколошките истражувања. Од економски причини и за да се олесни истражувањето, глувците често се чуваат на собна температура под нивната термонеутрална зона, што резултира со активирање на разни компензаторни физиолошки системи кои ја зголемуваат метаболичката стапка и потенцијално ја нарушуваат транслабилноста9. Така, изложеноста на глувци на студ може да ги направи глувците отпорни на дебелина предизвикана од исхраната и може да спречи хипергликемија кај стаорци третирани со стрептозотоцин поради зголемен транспорт на гликоза независен од инсулин. Сепак, не е јасно до кој степен продолжената изложеност на различни релевантни температури (од собна до термонеутрална) влијае на различната енергетска хомеостаза на глувци со нормална тежина (на храна) и глувци со нормална тежина (на HFD) и метаболички параметри, како и степенот до кој тие биле во можност да го балансираат зголемувањето на EE со зголемување на внесот на храна. Студијата презентирана во овој напис има за цел да внесе јасност во оваа тема.
Покажуваме дека кај возрасни глувци со нормална тежина и машки глувци DIO, EE е обратно пропорционално пропорционално на собната температура помеѓу 22 и 30°C. Така, EE на 22°C беше околу 30% повисока отколку на 30°C кај двата модели на глувци. Сепак, важна разлика помеѓу глувците со нормална тежина и глувците DIO е тоа што додека глувците со нормална тежина се совпаѓаа со EE на пониски температури со соодветно прилагодување на внесот на храна, внесот на храна кај глувците DIO варираше на различни нивоа. Температурите во студијата беа слични. По еден месец, глувците DIO чувани на 30°C добија поголема телесна тежина и масна маса од глувците чувани на 22°C, додека нормалните луѓе чувани на иста температура и во ист временски период не доведоа до треска. Во споредба со температурите близу термонеутрална или на собна температура, растот на собна температура резултираше со DIO или глувците со нормална тежина на исхрана со висока содржина на масти, но не и на исхрана за глувци со нормална тежина, да добијат релативно помала тежина. Поддржано од други студии17,18,19,20,21, но не од сите22,23.
Способноста да се создаде микросредина за намалување на загубата на топлина се претпоставува дека ја поместува термичката неутралност налево8, 12. Во нашата студија, и додавањето материјал за гнездење и прикривањето ја намалија ЕЕ, но не резултираа со термичка неутралност до 28°C. Така, нашите податоци не ја поддржуваат идејата дека најниската точка на термонеутралност кај возрасни глувци со едно колено, со или без еколошки збогатени куќи, треба да биде 26-28°C како што е прикажано8,12, но ги поддржуваат другите студии што покажуваат термонеутралност. температури од 30°C кај глувци со ниска точка7, 10, 24. За да се искомплицираат работите, се покажа дека термонеутралната точка кај глувците не е статична во текот на денот бидејќи е пониска за време на фазата на мирување (светлосна), веројатно поради помало производство на калории како резултат на активност и термогенеза предизвикана од диета. Така, во светлата фаза, најниската точка на термичка неутралност се покажува дека е ~29°C, а во темната фаза, ~33°C25.
На крајот на краиштата, односот помеѓу температурата на околината и вкупната потрошувачка на енергија се одредува со дисипација на топлина. Во овој контекст, односот на површината кон волуменот е важен детерминанта на термичката чувствителност, влијаејќи и на дисипацијата на топлина (површина) и на генерирањето на топлина (волумен). Покрај површината, преносот на топлина се одредува и со изолација (стапка на пренос на топлина). Кај луѓето, масната маса може да го намали губењето на топлина со создавање изолациска бариера околу обвивката на телото, а се претпоставува дека масната маса е исто така важна за топлинската изолација кај глувците, намалувајќи ја термонеутралната точка и намалувајќи ја чувствителноста на температурата под термичката неутрална точка (наклон на кривата). 12. Нашето истражување не беше дизајнирано директно да ја процени оваа претпоставена врска бидејќи податоците за составот на телото беа собрани 9 дена пред да се соберат податоците за потрошувачката на енергија и бидејќи масната маса не беше стабилна во текот на целото истражување. Сепак, бидејќи глувците со нормална тежина и глувците со DIO имаат 30% пониска EE на 30°C отколку на 22°C и покрај барем 5-кратната разлика во масната маса, нашите податоци не ја поддржуваат идејата дека дебелината треба да обезбеди основна изолација. Ова е во согласност со други студии подобро дизајнирани да го истражат ова4,24. Во овие студии, изолациониот ефект на дебелината беше мал, но беше откриено дека крзното обезбедува 30-50% од вкупната топлинска изолација4,24. Сепак, кај мртви глувци, топлинската спроводливост се зголемила за околу 450% веднаш по смртта, што сугерира дека изолациониот ефект на крзното е неопходен за функционирање на физиолошките механизми, вклучително и вазоконстрикцијата. Покрај разликите во крзното помеѓу глувците и луѓето, слабиот изолациски ефект на дебелината кај глувците може да биде под влијание и на следниве фактори: Изолациониот фактор на човечката масна маса е главно посредуван од поткожната масна маса (дебелина)26,27. Типично кај глодари Помалку од 20% од вкупната животинска маст28. Покрај тоа, вкупната масна маса можеби дури и не е неоптимална мерка за топлинската изолација на поединецот, бидејќи се тврди дека подобрената топлинска изолација е компензирана со неизбежното зголемување на површината (а со тоа и зголемената загуба на топлина) како што се зголемува масната маса.
Кај глувци со нормална тежина, концентрациите на TG, 3-HB, холестерол, HDL, ALT и AST во плазмата на гладно не се менувале на различни температури речиси 5 недели, веројатно затоа што глувците биле во иста состојба на енергетска рамнотежа. Во согласност со сличноста во масната маса, немало разлики ниту во нивоата на лептин во плазмата, ниту во инсулинот на гладно, C-пептид и глукагон. Повеќе сигнали биле пронајдени кај DIO глувци. Иако глувците на 22°C исто така немале целокупна негативна енергетска рамнотежа во оваа состојба (како што добивале на тежина), на крајот од студијата тие имале релативно поголем енергетски дефицит во споредба со глувците одгледувани на 30°C, во услови како што се високи кетони. Сепак, разликите во липолизата зависни од температурата не се резултат на внатрешни промени во епидидималната или ингвиналната маст, како што се промените во експресијата на липазата што реагира на адипохормон, бидејќи FFA и глицеролот ослободен од маснотиите извлечени од овие депоа се помеѓу температурните групи кои се слични една на друга. Иако не го истражувавме симпатичкиот тон во тековната студија, други открија дека тој (врз основа на срцевиот ритам и средниот артериски притисок) е линеарно поврзан со температурата на околината кај глувците и е приближно понизок на 30°C отколку на 22°C 20% C. Така, разликите во симпатичкиот тон зависни од температурата може да играат улога во липолизата во нашата студија, но бидејќи зголемувањето на симпатичкиот тон ја стимулира, а не ја инхибира липолизата, други механизми може да го неутрализираат ова намалување кај култивираните глувци. Потенцијална улога во разградувањето на телесните масти. Собна температура. Понатаму, дел од стимулативниот ефект на симпатичкиот тон врз липолизата е индиректно посредуван од силна инхибиција на секрецијата на инсулин, истакнувајќи го ефектот на прекинување на суплементацијата со инсулин врз липолизата30, но во нашата студија, инсулинот во плазмата на гладно и симпатичкиот тон на C-пептид на различни температури не беа доволни за да ја променат липолизата. Наместо тоа, откривме дека разликите во енергетскиот статус најверојатно беа главниот фактор што придонесуваше за овие разлики кај глувците DIO. Основните причини што водат до подобра регулација на внесот на храна со EE кај глувци со нормална тежина бараат понатамошно проучување. Сепак, генерално, внесот на храна е контролиран од хомеостатски и хедонистички знаци31,32,33. Иако постои дебата за тоа кој од двата сигнали е квантитативно поважен,31,32,33 добро е познато дека долготрајната консумација на храна со висока содржина на масти води кон однесување во исхраната базирано на задоволство кое до одреден степен е неповрзано со хомеостазата. . – регулиран внес на храна34,35,36. Затоа, зголеменото хедонистичко однесување при хранење кај глувците DIO третирани со 45% HFD може да биде една од причините зошто овие глувци не го балансирале внесот на храна со EE. Интересно е што разликите во апетитот и хормоните што ја регулираат гликозата во крвта се забележани и кај глувците DIO со контролирана температура, но не и кај глувците со нормална тежина. Кај глувците DIO, нивоата на лептин во плазмата се зголемиле со температурата, а нивоата на глукагон се намалиле со температурата. Степенот до кој температурата може директно да влијае на овие разлики заслужува понатамошно проучување, но во случајот со лептинот, релативниот негативен енергетски биланс и со тоа помалата маса на масти кај глувците на 22°C сигурно играле важна улога, бидејќи масата на масти и плазматскиот лептин се многу корелирани37. Сепак, толкувањето на сигналот на глукагон е позагадочно. Како и со инсулинот, секрецијата на глукагон била силно инхибирана со зголемување на симпатичкиот тон, но највисокиот симпатички тон се предвидувал да биде во групата од 22°C, која имала највисоки концентрации на глукагон во плазмата. Инсулинот е уште еден силен регулатор на плазматскиот глукагон, а инсулинската резистенција и дијабетесот тип 2 се силно поврзани со хиперглукагонемија на гладно и постпрандијална хиперглукагонемија 38,39. Сепак, глувците DIO во нашата студија беа исто така инсулински нечувствителни, така што ова исто така не може да биде главниот фактор во зголемувањето на сигнализацијата на глукагон во групата на 22°C. Содржината на маснотии во црниот дроб е исто така позитивно поврзана со зголемувањето на концентрацијата на глукагон во плазмата, чии механизми, пак, може да вклучуваат хепатална резистенција на глукагон, намалено производство на уреа, зголемени концентрации на циркулирачки аминокиселини и зголемено лачење на глукагон стимулирано од аминокиселини 40,41,42. Сепак, бидејќи екстрактивните концентрации на глицерол и TG не се разликуваа помеѓу температурните групи во нашата студија, ова исто така не може да биде потенцијален фактор во зголемувањето на плазматските концентрации во групата на 22°C. Тријодотиронинот (T3) игра клучна улога во целокупната метаболичка стапка и иницијацијата на метаболичка одбрана од хипотермија 43,44. Така, концентрацијата на Т3 во плазмата, веројатно контролирана од централно посредувани механизми,45,46 се зголемува и кај глувците и кај луѓето под помалку термонеутрални услови47, иако зголемувањето кај луѓето е помало, што е посклоно кон глувците. Ова е во согласност со загубата на топлина во околината. Во оваа студија не ги измеривме концентрациите на Т3 во плазмата, но концентрациите можеби биле пониски во групата од 30°C, што може да го објасни ефектот на оваа група врз нивоата на глукагон во плазмата, бидејќи ние (ажурирана Слика 5а) и други покажавме дека Т3 го зголемува глукагонот во плазмата на начин зависен од дозата. Пријавено е дека тироидните хормони индуцираат експресија на FGF21 во црниот дроб. Како и глукагонот, концентрациите на FGF21 во плазмата исто така се зголемиле со концентрациите на Т3 во плазмата (Дополнителна Слика 5б и реф. 48), но во споредба со глукагонот, концентрациите на FGF21 во плазмата во нашата студија не биле засегнати од температурата. Основните причини за ова несовпаѓање бараат понатамошно проучување, но индукцијата на FGF21 предизвикана од Т3 треба да се појави на повисоки нивоа на изложеност на Т3 во споредба со набљудуваниот одговор на глукагон предизвикан од Т3 (Дополнителна слика 5б).
Докажано е дека HFD е силно поврзан со нарушена толеранција на гликоза и инсулинска резистенција (маркери) кај глувци одгледувани на 22°C. Сепак, HFD не беше поврзан ниту со нарушена толеранција на гликоза ниту со инсулинска резистенција кога се одгледуваше во термонеутрална средина (дефинирана овде како 28°C) 19. Во нашата студија, оваа врска не беше реплицирана кај глувци DIO, но глувците со нормална тежина одржувани на 30°C значително ја подобрија толеранцијата на гликоза. Причината за оваа разлика бара понатамошно проучување, но може да биде под влијание на фактот дека глувците DIO во нашата студија беа инсулински резистентни, со концентрации на C-пептид во плазмата на гладно и концентрации на инсулин 12-20 пати повисоки од глувците со нормална тежина. и во крвта на празен стомак. концентрации на гликоза од околу 10 mM (околу 6 mM при нормална телесна тежина), што се чини дека остава мал прозорец за какви било потенцијални корисни ефекти од изложеност на термонеутрални услови за подобрување на толеранцијата на гликоза. Можен збунувачки фактор е тоа што, од практични причини, OGTT се изведува на собна температура. Така, глувците сместени на повисоки температури доживеале благ ладен шок, што може да влијае на апсорпцијата/клиренсот на гликоза. Сепак, врз основа на слични концентрации на гликоза во крвта на гладно во различни температурни групи, промените во температурата на околината можеби немале значително влијание врз резултатите.
Како што споменавме претходно, неодамна беше истакнато дека зголемувањето на собната температура може да ги намали некои реакции на студен стрес, што може да ја доведе во прашање преносливоста на податоците од глувците на луѓето. Сепак, не е јасно која е оптималната температура за чување глувци за да се имитира човечката физиологија. Одговорот на ова прашање може да биде под влијание и на полето на проучување и крајната точка што се проучува. Пример за ова е ефектот на исхраната врз акумулацијата на маснотии во црниот дроб, толеранцијата на гликоза и инсулинската резистенција19. Во однос на потрошувачката на енергија, некои истражувачи веруваат дека термонеутралноста е оптимална температура за одгледување, бидејќи на луѓето им е потребна малку дополнителна енергија за да ја одржат температурата на основното тело, и тие ја дефинираат температурата во еден круг за возрасни глувци како 30°C7,10. Други истражувачи веруваат дека температурата споредлива со онаа што луѓето обично ја доживуваат со возрасни глувци на едно колено е 23-25°C, бидејќи откриле дека термонеутралноста е 26-28°C и врз основа на тоа што луѓето се пониски за околу 3°C, нивната пониска критична температура, дефинирана овде како 23°C, е малку 8,12. Нашата студија е во согласност со неколку други студии кои наведуваат дека термичката неутралност не се постигнува на 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25, што укажува дека 23-25°C е премногу ниска. Друг важен фактор што треба да се земе предвид во врска со собната температура и термонеутралноста кај глувците е сместувањето во еден или групно. Кога глувците биле сместени во групи, а не поединечно, како во нашата студија, чувствителноста на температура била намалена, веројатно поради пренатрупаноста на животните. Сепак, собната температура сè уште била под LTL од 25 кога биле користени три групи. Можеби најважната разлика меѓу видовите во овој поглед е квантитативното значење на активноста на BAT како одбрана од хипотермија. Така, додека глувците во голема мера го компензирале нивното поголемо губење калории со зголемување на активноста на BAT, која е над 60% EE само на 5°C,51,52 придонесот на човечката активност на BAT кон EE бил значително поголем, многу помал. Затоа, намалувањето на активноста на BAT може да биде важен начин за зголемување на човечкиот превод. Регулацијата на активноста на BAT е комплексна, но често е посредувана од комбинираните ефекти на адренергичната стимулација, тироидните хормони и експресијата на UCP114,54,55,56,57. Нашите податоци покажуваат дека температурата треба да се покачи над 27,5°C во споредба со глувците на 22°C за да се детектираат разлики во експресијата на BAT гените одговорни за функцијата/активацијата. Сепак, разликите пронајдени помеѓу групите на 30 и 22°C не секогаш укажуваа на зголемување на активноста на BAT во групата на 22°C, бидејќи Ucp1, Adrb2 и Vegf-a беа намалени во групата на 22°C. Основната причина за овие неочекувани резултати останува да се утврди. Една можност е дека нивната зголемена експресија можеби не одразува сигнал за покачена собна температура, туку акутен ефект на нивното преместување од 30°C на 22°C на денот на отстранување (глувците го доживеале ова 5-10 минути пред полетувањето).
Општо ограничување на нашата студија е тоа што ги проучувавме само машките глувци. Други истражувања сугерираат дека полот може да биде важен фактор во нашите примарни индикации, бидејќи женските глувци со едно колено се почувствителни на температура поради повисоката топлинска спроводливост и одржувањето построго контролирани температури на јадрото. Покрај тоа, женските глувци (на HFD) покажаа поголема поврзаност на внесот на енергија со EE на 30 °C во споредба со машките глувци кои консумирале повеќе глувци од ист пол (20 °C во овој случај) 20. Така, кај женските глувци, ефектот на субтермонетралната содржина е поголем, но има ист модел како кај машките глувци. Во нашата студија, се фокусиравме на машките глувци со едно колено, бидејќи тоа се условите под кои се спроведуваат повеќето метаболички студии што ја испитуваат EE. Друго ограничување на нашата студија беше тоа што глувците беа на иста диета во текот на целата студија, што го оневозможи проучувањето на важноста на собната температура за метаболичката флексибилност (мерено со промени во RER за промени во исхраната во различни состави на макронутриенти). кај женски и машки глувци чувани на 20 °C во споредба со соодветните глувци чувани на 30 °C.
Како заклучок, нашата студија покажува дека, како и во други студии, глувците со нормална тежина во круг 1 се термонеутрални над предвидените 27,5°C. Покрај тоа, нашата студија покажува дека дебелината не е главен изолациски фактор кај глувците со нормална тежина или DIO, што резултира со слични соодноси температура:EE кај DIO и глувците со нормална тежина. Додека внесувањето храна кај глувците со нормална тежина беше во согласност со EE и со тоа одржуваше стабилна телесна тежина во целиот температурен опсег, внесувањето храна кај DIO глувците беше ист на различни температури, што резултираше со поголем сооднос на глувците на 30°C на 22°C добиваа повеќе телесна тежина. Генерално, систематските студии што ја испитуваат потенцијалната важност на живеењето под термонеутрални температури се оправдани поради често забележаната слаба толеранција помеѓу студиите со глувци и луѓе. На пример, во студиите за дебелина, делумно објаснување за генерално полошата преводливост може да се должи на фактот дека студиите за губење на тежина кај глувци обично се изведуваат на животни со умерено студен стрес, чувани на собна температура, поради нивната зголемена EE. Претерано губење на тежината во споредба со очекуваната телесна тежина на една личност, особено ако механизмот на дејство зависи од зголемување на EE преку зголемување на активноста на BAP, кој е поактивен и поактивен на собна температура отколку на 30°C.
Во согласност со данскиот Закон за експериментирање со животни (1987) и Националните институти за здравство (Публикација бр. 85-23) и Европската конвенција за заштита на 'рбетниците што се користат за експериментални и други научни цели (Совет на Европа бр. 123, Стразбур, 1985).
Машки глувци C57BL/6J стари дваесет недели беа добиени од Janvier Saint Berthevin Cedex, Франција, и им беше дадена ad libitum стандардна храна (Altromin 1324) и вода (~22°C) по циклус светлина:темнина од 12:12 часа на собна температура. Машки глувци DIO (20 недели) беа добиени од истиот добавувач и им беше даден ad libitum пристап до исхрана со 45% висока содржина на масти (кат. бр. D12451, Research Diet Inc., NJ, САД) и вода под услови на одгледување. Глувците беа адаптирани на околината една недела пред почетокот на студијата. Два дена пред префрлање во индиректен калориметриски систем, глувците беа измерени, подложени на МРИ скенирање (EchoMRITM, Тексас, САД) и поделени во четири групи што одговараат на телесната тежина, мастите и нормалната телесна тежина.
Графички дијаграм на дизајнот на студијата е прикажан на Слика 8. Глувците беа префрлени во затворен и температурно контролиран систем за индиректна калориметрија во Sable Systems Internationals (Невада, САД), кој вклучуваше монитори за квалитет на храна и вода и рамка Promethion BZ1 која ги бележеше нивоата на активност со мерење на прекините на зракот. XYZ. Глувците (n = 8) беа сместени индивидуално на 22, 25, 27,5 или 30°C користејќи постелнина, но без засолниште и материјал за гнездење на циклус светлина:темнина од 12:12 часа (светлина: 06:00–18:00). 2500 ml/min. Глувците беа аклиматизирани 7 дена пред регистрацијата. Снимките беа собирани четири дена по ред. Потоа, глувците беа чувани на соодветните температури на 25, 27,5 и 30°C дополнителни 12 дена, по што клеточните концентрати беа додадени како што е опишано подолу. Во меѓувреме, групи глувци чувани на 22°C беа чувани на оваа температура уште два дена (за да се соберат нови основни податоци), а потоа температурата се зголемуваше во чекори од 2°C секој втор ден на почетокот на светлосната фаза (06:00) додека не се достигне 30°C. После тоа, температурата се спушти на 22°C и податоците се собираа уште два дена. По два дополнителни дена снимање на 22°C, кожите беа додадени во сите клетки на сите температури, а собирањето податоци започна на вториот ден (17-ти ден) и во текот на три дена. После тоа (20-ти ден), материјал за гнездење (8-10 g) беше додаден во сите клетки на почетокот на светлосниот циклус (06:00) и податоците беа собирани уште три дена. Така, на крајот од студијата, глувците чувани на 22°C беа чувани на оваа температура 21/33 дена и на 22°C во последните 8 дена, додека глувците на други температури беа чувани на оваа температура 33 дена. Глувците биле хранети за време на периодот на студијата.
Глувците со нормална тежина и глувците со нормална тежина ги следеа истите процедури на студијата. На ден -9, глувците беа измерени, скенирани со МРИ и поделени во групи споредливи по телесна тежина и состав на телото. На ден -7, глувците беа префрлени во затворен систем за индиректна калориметрија со контролирана температура произведен од SABLE Systems International (Невада, САД). Глувците беа сместени индивидуално со постелнина, но без материјали за гнездење или засолниште. Температурата беше поставена на 22, 25, 27,5 или 30 °C. По една недела аклиматизација (денови -7 до 0, животните не беа вознемирувани), податоците беа собирани четири последователни дена (денови 0-4, податоците прикажани на сликите 1, 2, 5). Потоа, глувците чувани на 25, 27,5 и 30°C беа чувани под константни услови до 17-тиот ден. Во исто време, температурата во групата од 22°C беше зголемена во интервали од 2°C секој втор ден со прилагодување на температурниот циклус (06:00 часот) на почетокот на изложеноста на светлина (податоците се прикажани на Сл. 1). На 15-тиот ден, температурата се намали на 22°C и беа собрани дводневни податоци за да се обезбедат основни податоци за последователните третмани. Кожи беа додадени на сите глувци на 17-тиот ден, а материјал за гнездење беше додаден на 20-тиот ден (Сл. 5). На 23-тиот ден, глувците беа измерени и подложени на МРИ скенирање, а потоа оставени сами 24 часа. На 24-тиот ден, глувците беа постени од почетокот на фотопериодот (06:00) и примија OGTT (2 g/kg) во 12:00 часот (6-7 часа постење). Потоа, глувците беа вратени во нивните соодветни SABLE услови и еутаназирани на вториот ден (25-тиот ден).
Глувците од типот DIO (n = 8) го следеа истиот протокол како глувците со нормална тежина (како што е опишано погоре и на Слика 8). Глувците одржуваа 45% HFD во текот на целиот експеримент со потрошувачка на енергија.
VO2 и VCO2, како и притисокот на водената пареа, беа снимени на фреквенција од 1 Hz со временска константа на ќелијата од 2,5 минути. Внесот на храна и вода беше собран со континуирано снимање (1 Hz) на тежината на кофите со храна и вода. Користениот монитор за квалитет покажа резолуција од 0,002 g. Нивоата на активност беа снимени со помош на 3D XYZ монитор со низа зраци, податоците беа собрани со внатрешна резолуција од 240 Hz и беа пријавени секоја секунда за да се квантифицира вкупното поминато растојание (m) со ефективна просторна резолуција од 0,25 cm. Податоците беа обработени со Sable Systems Macro Interpreter v.2.41, пресметувајќи EE и RER и филтрирајќи ги отстапувањата (на пр., настани на лажен оброк). Макро интерпретерот е конфигуриран да прикажува податоци за сите параметри на секои пет минути.
Покрај регулирањето на EE, температурата на околината може да регулира и други аспекти на метаболизмот, вклучувајќи го и постпрандијалниот метаболизам на гликоза, преку регулирање на лачењето на хормоните што го метаболизираат гликозата. За да ја тестираме оваа хипотеза, конечно завршивме студија за телесната температура со предизвикување на глувци со нормална тежина со орално оптоварување со гликоза од DIO (2 g/kg). Методите се детално опишани во дополнителни материјали.
На крајот од студијата (ден 25), глувците биле гладувани 2-3 часа (почнувајќи од 06:00 часот), анестезирани со изофлуран и целосно искрварени со ретроорбитална венепункција. Квантификацијата на плазматските липиди и хормони и липиди во црниот дроб е опишана во Дополнителните материјали.
За да се испита дали температурата на обвивката предизвикува вродени промени во масното ткиво што влијаат на липолизата, ингвиналното и епидидималното масно ткиво беше отстрането директно од глувци по последната фаза на крварење. Ткивата беа обработени со помош на новоразвиениот ex vivo тест за липолиза опишан во Дополнителните методи.
Кафеавото масно ткиво (BAT) беше собрано на денот на завршувањето на студијата и обработено како што е опишано во дополнителните методи.
Податоците се претставени како средна вредност ± SEM. Графиконите се креирани во GraphPad Prism 9 (Ла Хоја, Калифорнија), а графиконите се уредени во Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, Сан Хозе, Калифорнија). Статистичката значајност е оценета во GraphPad Prism и тестирана со парен t-тест, повторени мерења еднонасочна/двонасочна ANOVA проследена со тест за повеќекратни споредби на Туки или неспарена еднонасочна ANOVA проследена со тест за повеќекратни споредби на Туки по потреба. Гаусовата распределба на податоците е потврдена со тестот за нормалност Д'Агостино-Пирсон пред тестирањето. Големината на примерокот е означена во соодветниот дел од делот „Резултати“, како и во легендата. Повторувањето е дефинирано како секое мерење направено на истото животно (in vivo или на примерок од ткиво). Во однос на репродуктивноста на податоците, поврзаноста помеѓу потрошувачката на енергија и температурата на случајот е демонстрирана во четири независни студии со користење на различни глувци со сличен дизајн на студијата.
Детални експериментални протоколи, материјали и сурови податоци се достапни по разумно барање од водечкиот автор Руне Е. Куре. Оваа студија не генерираше нови уникатни реагенси, трансгени животински/клеточни линии или податоци за секвенционирање.
За повеќе информации за дизајнот на студијата, видете го апстрактот од Nature Research Report поврзан со оваа статија.
Сите податоци формираат графикон. 1-7 се депонирани во складиштето на базата на податоци Science, број на пристап: 1253.11.sciencedb.02284 или https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284. Податоците прикажани во ESM може да се испратат до Руне Е Кухре по разумно тестирање.
Нилсон, К., Раун, К., Јан, ФФ, Ларсен, МО и Танг-Кристенсен, М. Лабораториски животни како сурогат модели на човечка дебелина. Нилсон, К., Раун, К., Јан, ФФ, Ларсен, МО и Танг-Кристенсен, М. Лабораториски животни како сурогат модели на човечка дебелина.Нилсон К, Раун К, Јанг ФФ, Ларсен МО. и Танг-Кристенсен М. Лабораториски животни како сурогат модели на човечка дебелина. 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。 Нилсон, К., Раун, К., Јан, ФФ, Ларсен, МО и Танг-Кристенсен, М. Експериментални животни како заменски модел за луѓето.Нилсон К, Раун К, Јанг ФФ, Ларсен МО. и Танг-Кристенсен М. Лабораториски животни како сурогат модели на дебелина кај луѓето.Фармакологија на Акта. криминал 33, 173–181 (2012).
Гилпин, Д.А. Пресметка на новата Миеова константа и експериментално одредување на големината на изгореницата. Бернс 22, 607–611 (1996).
Гордон, СЈ Терморегулаторен систем кај глувците: неговите импликации за пренос на биомедицински податоци на луѓето. физиологија. Однесување. 179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Нема изолационен ефект на дебелината. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Нема изолационен ефект на дебелината.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B. и Nedergaard J. Нема изолирачки ефект на дебелината. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. 肥胖没有绝缘作用. Фишер, АВ, Цикаш, РИ, фон Есен, Г., Канон, Б. и Недергард, Ј. Фишер, АВ, Цикаш, РИ, фон Есен, Г., Канон, Б. и Недергард, Ј. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Дебелината нема изолационен ефект.Да. J. Physiology. endocrine. metabolism. 311, E202–E213 (2016).
Lee, P. et al. Кафеавото масно ткиво прилагодено на температурата ја модулира чувствителноста на инсулин. Diabetes 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ et al. Пониската критична температура и термогенезата предизвикана од студ беа обратно пропорционални на телесната тежина и базалната метаболичка стапка кај слаби и со прекумерна тежина лица. J. Warmly. biology. 69, 238–248 (2017).
Фишер, А.В., Канон, Б. и Недергард, Ј. Оптимални температури за сместување на глувци за да се имитира термичката средина на луѓето: Експериментална студија. Фишер, А.В., Канон, Б. и Недергард, Ј. Оптимални температури за сместување на глувци за да се имитира термичката средина на луѓето: Експериментална студија.Фишер, АВ, Канон, Б. и Недергард, Ј. Оптимални домашни температури за глувци за имитирање на човечката термичка средина: Експериментална студија. 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。 Фишер, АВ, Канон, Б. и Недергард, Ј.Фишер АВ, Кенон Б. и Недергард Ј. Оптимална температура за сместување кај глувци што симулира човечка термичка средина: Експериментална студија.Мур. метаболизам. 7, 161–170 (2018).
Кејјер, Ј., Ли, М. и Спикман, ЈР Која е најдобрата температура на сместување за преведување на експерименти со глувци на луѓе? Кејјер, Ј., Ли, М. и Спикман, ЈР Која е најдобрата температура на сместување за преведување на експерименти со глувци на луѓе?Кејер Џ., Ли М. и Спикман Џ.Р. Која е најдобрата собна температура за пренесување на експерименти со глувци на луѓе? 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. & Speakman, JRКејер Џ., Ли М. и Спикман Џ.Р. Која е оптималната температура на обвивката за пренесување на експерименти со глувци на луѓе?Мур. метаболизам. 25, 168–176 (2019).
Сили, РЈ и Мекдугалд, ОА Глувци како експериментални модели за човечка физиологија: кога неколку степени на температура во домот се важни. Сили, РЈ и Мекдугалд, ОА Глувци како експериментални модели за човечка физиологија: кога неколку степени на температура во домот се важни. Seeley, RJ & MacDougald, OA Мыши как экспериментальные модели для физиологии человека: когда несколько градусов в жилище имеют значение. Сили, РЈ и Мекдугалд, ОА Глувци како експериментални модели за човечка физиологија: кога неколку степени во живеалиштето прават разлика. Seeley, RJ & MacDougald, OA. Сили, РЈ и Мекдугалд, ОА Мыши Seeley, RJ & MacDougald, OA како эксперименталная модель физиологии человека: когда неколько градусов температуры в помещении имеют значение. Глувци Сили, РЈ и Мекдугалд, ОА како експериментален модел на човечката физиологија: кога неколку степени на собна температура се важни.Национален метаболизам. 3, 443–445 (2021).
Фишер, А.В., Канон, Б. и Недергард, Ј. Одговорот на прашањето „Која е најдобрата температура на сместување за преведување на експерименти со глувци на луѓе?“ Фишер, А.В., Канон, Б. и Недергард, Ј. Одговорот на прашањето „Која е најдобрата температура на сместување за преведување на експерименти со глувци на луѓе?“ Фишер, А.В., Канон, Б. и Недергард, Ј. Одговор на прашањето „Која е најдобрата собна температура за пренесување на експерименти со глувци на луѓе?“ Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Фишер, АВ, Канон, Б. и Недергард, Ј.Фишер А.В., Кенон Б. и Недергард Ј. Одговори на прашањето „Која е оптималната температура на обвивката за пренесување на експерименти со глувци на луѓе?“Да: термонеутрален. Мур. метаболизам. 26, 1-3 (2019).
Време на објавување: 28 октомври 2022 година
