Grazas por visitar Nature.com. A versión do navegador que está a usar ten soporte CSS limitado. Para a mellor experiencia, recomendamos que use un navegador actualizado (ou desactivar o modo de compatibilidade en Internet Explorer). Mentres tanto, para garantir o apoio continuado, imos facer o sitio sen estilos e JavaScript.
A maioría dos estudos metabólicos en ratos realízanse a temperatura ambiente, aínda que nestas condicións, a diferenza dos humanos, os ratos gastan moita enerxía mantendo a temperatura interna. Aquí, describimos o peso normal e a obesidade inducida pola dieta (DIO) en ratos C57BL/6J alimentados con chow chow ou unha dieta de 45% de graxa alta, respectivamente. Os ratos colocáronse durante 33 días a 22, 25, 27,5 e 30 ° C nun sistema indirecto de calorimetría. Demostramos que o gasto enerxético aumenta linealmente de 30 ° C a 22 ° C e é aproximadamente un 30% superior a 22 ° C nos dous modelos de rato. En ratos de peso normal, a inxestión de alimentos contrarrestou a EE. Pola contra, os ratos Dio non diminuíron a inxestión de alimentos cando diminuíu EE. Así, ao final do estudo, os ratos a 30 ° C tiñan maior peso corporal, masa de graxa e glicerol plasmático e triglicéridos que os ratos a 22 ° C. O desequilibrio en ratos Dio pode deberse a un aumento da dieta baseada no pracer.
O rato é o modelo animal máis usado para o estudo da fisioloxía humana e da fisiopatoloxía e adoita ser o animal predeterminado usado nas primeiras etapas do descubrimento e desenvolvemento de drogas. Non obstante, os ratos difiren dos humanos de varias formas fisiolóxicas importantes e, aínda que a escala alométrica pode usarse ata certo punto para traducirse en humanos, as enormes diferenzas entre ratos e humanos están na termoregulación e na homeostase enerxética. Isto demostra unha inconsistencia fundamental. A masa corporal media de ratos adultos é polo menos mil veces menos que a dos adultos (50 g fronte a 50 kg), e a relación superficial a masa difire aproximadamente 400 veces debido á transformación xeométrica non lineal descrita por MeE . A ecuación 2. Como resultado, os ratos perden significativamente máis calor en relación ao seu volume, polo que son máis sensibles á temperatura, máis propensos á hipotermia e teñen unha taxa metabólica basal media dez veces superior á dos humanos. A temperatura ambiente estándar (~ 22 ° C), os ratos deben aumentar o seu gasto enerxético total (EE) en aproximadamente un 30% para manter a temperatura corporal básica. A temperaturas máis baixas, EE aumenta aínda máis aproximadamente un 50% e 100% a 15 e 7 ° C en comparación con EE a 22 ° C. Así, as condicións estándar da vivenda inducen unha resposta ao estrés en frío, que podería comprometer a transferibilidade dos resultados do rato aos humanos, xa que os humanos que viven nas sociedades modernas pasan a maior parte do tempo en condicións termoneutralas (porque as nosas superficies de relación inferior á área fannos menos sensibles ás A temperatura, mentres creamos unha zona termoneutral (TNZ) arredor de nós. De feito, abarcando só 2-4 ° C7,8, este aspecto importante recibiu unha atención considerable nos últimos anos4, 7,8,9,10,11,12 e suxeriuse que algunhas "diferenzas de especies" poidan ser mitigadas aumentando aumentando aumentando Temperatura da cuncha 9. Non obstante, non hai consenso no intervalo de temperatura que constitúe a termoneutralidade en ratos. Así, se a menor temperatura crítica no rango termoneutral en ratos dun só xeonllo está máis preto de 25 ° C ou máis preto de 30 ° C4, 7, 8, 10, 12 segue sendo controvertida. EE e outros parámetros metabólicos limitáronse a horas a días, polo que a medida en que a exposición prolongada a diferentes temperaturas pode afectar a parámetros metabólicos como o peso corporal. Consumo, utilización do substrato, tolerancia á glicosa e concentracións de lípidos plasmáticos e glicosa e hormonas reguladoras do apetito. Ademais, é necesaria máis investigación para determinar en que medida a dieta pode influír nestes parámetros (os ratos Dio nunha dieta rica en graxa pode estar máis orientado a unha dieta baseada no pracer (hedónico)). Para proporcionar máis información sobre este tema, examinamos o efecto da temperatura de cría sobre os parámetros metabólicos mencionados mencionados en ratos masculinos adultos de peso normal e ratos masculinos obesos inducidos pola dieta (DIO) nunha dieta de 45% de alta graxa. Os ratos mantivéronse en 22, 25, 27,5 ou 30 ° C durante polo menos tres semanas. Non se estudaron as temperaturas inferiores a 22 ° C porque a vivenda animal estándar raramente está por baixo da temperatura ambiente. Descubrimos que os ratos DIO de peso normal e un só círculo responderon de xeito similar aos cambios na temperatura do recinto en termos de EE e independentemente da condición de recinto (con ou sen material de abrigo/nidificación). Non obstante, mentres os ratos de peso normal axustaron a inxestión de alimentos segundo EE, a inxestión de alimentos de ratos Dio era en gran parte independente de EE, obtendo que os ratos gañasen máis peso. Segundo os datos do peso corporal, as concentracións plasmáticas de lípidos e corpos cetonas demostraron que os ratos Dio a 30 ° C tiñan un equilibrio enerxético máis positivo que os ratos a 22 ° C. As razóns subxacentes das diferenzas no equilibrio de inxestión de enerxía e EE entre os ratos normais e os ratos DIO requiren un maior estudo, pero poden estar relacionados cos cambios fisiopatolóxicos nos ratos DIO e o efecto da dieta baseada no pracer como resultado dunha dieta obesa.
EE aumentou linealmente de 30 a 22 ° C e foi aproximadamente un 30% superior a 22 ° C en comparación con 30 ° C (Fig. 1A, B). O tipo de cambio respiratorio (RER) era independente da temperatura (Fig. 1C, D). A inxestión de alimentos foi coherente coa dinámica de EE e aumentou coa temperatura decrecente (tamén un 30% superior a 22 ° C en comparación con 30 ° C (Fig. 1E, F). A inxestión de auga. O volume e o nivel de actividade non dependían da temperatura (Fig. 1g).
Os ratos masculinos (C57BL/6J, 20 semanas, vivenda individual, n = 7) aloxáronse en gaiolas metabólicas a 22 ° C durante unha semana antes do inicio do estudo. Dous días despois da recollida de datos de fondo, a temperatura aumentou en incrementos de 2 ° C ás 06:00 horas ao día (inicio da fase lixeira). Os datos preséntanse como media ± erro estándar da media, e a fase escura (18: 00-06: 00 h) está representada por unha caixa gris. Un gasto enerxético (KCAL/H), B Gasto total de enerxía a varias temperaturas (KCAL/24 h), tipo de cambio respiratorio C (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d media rer en luz e escura (VCO2/VO2) fase (O valor cero defínese como 0,7). E inxestión acumulada de alimentos (g), inxestión total de alimentos, G 24H A inxestión de auga total (ML), H 24H A inxestión de auga total, nivel de actividade acumulativa (M) e nivel total de actividade (M/24H). ). Os ratos mantivéronse á temperatura indicada durante 48 horas. Os datos mostrados de 24, 26, 28 e 30 ° C refírense ás últimas 24 horas de cada ciclo. Os ratos permaneceron alimentados durante todo o estudo. A importancia estatística foi probada mediante medicións repetidas de ANOVA unidireccional seguida da proba de comparación múltiple de Tukey. Os asteriscos indican importancia para o valor inicial de 22 ° C, o sombreado indica importancia entre outros grupos como se indica. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** P <0,01, ** P <0,001, **** P <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05 ， ** p <0,01 ， ** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05 ， ** p <0,01 ， ** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05, ** P <0,01, ** P <0,001, **** P <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, ** p <0,001, **** p <0,0001.Os valores medios calculáronse durante todo o período experimental (0-192 horas). n = 7.
Do mesmo xeito que no caso dos ratos de peso normal, EE aumentou linealmente coa temperatura decrecente e, neste caso, EE tamén foi aproximadamente un 30% superior a 22 ° C en comparación con 30 ° C (Fig. 2A, B). O RER non cambiou a diferentes temperaturas (Fig. 2C, D). En contraste cos ratos de peso normal, a inxestión de alimentos non era coherente con EE en función da temperatura ambiente. A inxestión de alimentos, a inxestión de auga e o nivel de actividade foron independentes da temperatura (figs. 2E - J).
Os ratos masculinos (C57BL/6J, 20 semanas) os ratos dio foron aloxados individualmente en gaiolas metabólicas a 22 ° C durante unha semana antes do inicio do estudo. Os ratos poden usar o 45% de HFD ad libitum. Despois da aclimatación durante dous días, recolléronse datos de base. Posteriormente, a temperatura aumentou en incrementos de 2 ° C cada día ás 06:00 (comezo da fase lixeira). Os datos preséntanse como media ± erro estándar da media, e a fase escura (18: 00-06: 00 h) está representada por unha caixa gris. Un gasto enerxético (KCAL/H), B Gasto total de enerxía a varias temperaturas (KCAL/24 h), tipo de cambio respiratorio C (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d media rer en luz e escura (VCO2/VO2) fase (O valor cero defínese como 0,7). E inxestión acumulada de alimentos (g), inxestión total de alimentos, G 24H A inxestión de auga total (ML), H 24H A inxestión de auga total, nivel de actividade acumulativa (M) e nivel total de actividade (M/24H). ). Os ratos mantivéronse á temperatura indicada durante 48 horas. Os datos mostrados de 24, 26, 28 e 30 ° C refírense ás últimas 24 horas de cada ciclo. Os ratos mantivéronse no 45% de HFD ata o final do estudo. A importancia estatística foi probada mediante medicións repetidas de ANOVA unidireccional seguida da proba de comparación múltiple de Tukey. Os asteriscos indican importancia para o valor inicial de 22 ° C, o sombreado indica importancia entre outros grupos como se indica. *P <0,05, *** P <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, *** P <0,001, **** p <0,0001. *Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0,0001. *P <0,05, *** P <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0,0001. *P <0,05, *** P <0,001, **** p <0,0001.Os valores medios calculáronse durante todo o período experimental (0-192 horas). n = 7.
Noutra serie de experimentos, examinamos o efecto da temperatura ambiente nos mesmos parámetros, pero esta vez entre grupos de ratos que se mantiveron constantemente a unha determinada temperatura. Os ratos dividíronse en catro grupos para minimizar os cambios estatísticos na media e desviación estándar do peso corporal, a graxa e o peso corporal normal (Fig. 3A -C). Despois de 7 días de aclimatación, rexistráronse 4,5 días de EE. A EE está afectada significativamente pola temperatura ambiente tanto durante as horas do día como pola noite (Fig. 3D), e aumenta linealmente a medida que a temperatura diminúe de 27,5 ° C a 22 ° C (Fig. 3E). En comparación con outros grupos, o RER do grupo de 25 ° C foi algo reducido e non houbo diferenzas entre os restantes grupos (Fig. 3F, G). A inxestión de alimentos paralela ao patrón EE A aumentou aproximadamente un 30% a 22 ° C en comparación con 30 ° C (Fig. 3H, I). O consumo de auga e os niveis de actividade non difiren significativamente entre grupos (Fig. 3J, K). A exposición a diferentes temperaturas ata 33 días non levou a diferenzas no peso corporal, a masa magra e a masa de graxa entre os grupos (Fig. 3N-S), pero deu lugar a unha diminución da masa corporal magra de aproximadamente o 15% en comparación con Puntuacións autoinformadas (Fig. 3N-S). 3b, r, c)) e a masa de graxa aumentou máis de 2 veces (de ~ 1 g a 2-3 g, fig. 3c, t, c). Por desgraza, o gabinete de 30 ° C ten erros de calibración e non pode proporcionar datos precisos de EE e RER.
- Peso corporal (A), masa magra (B) e masa de graxa (C) despois de 8 días (un día antes do traslado ao sistema Sable). D Consumo de enerxía (Kcal/H). e Consumo medio de enerxía (0-108 horas) a varias temperaturas (KCAL/24 horas). F relación de intercambio respiratorio (RER) (VCO2/VO2). G Media RER (VCO2/VO2). H A inxestión total de alimentos (g). Refírome a inxestión de alimentos (g/24 horas). J Consumo total de auga (ML). K Consumo medio de auga (ML/24 h). L Nivel de actividade acumulativa (M). m Nivel medio de actividade (m/24 h). n Peso corporal o día 18, o cambio no peso corporal (do -8 ao 18º día), m masa magra o día 18, q cambio na masa magra (do -8 ao 18º día), m masa de graxa o día 18 e cambio na masa de graxa (de -8 a 18 días). O significado estatístico das medidas repetidas foi probado por Oneway-Anova seguido da proba de comparación múltiple de Tukey. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, ** P <0,01, *** P <0,001, **** P <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05 ， ** p <0,01 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05 ， ** p <0,01 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05, ** P <0,01, *** P <0,001, **** P <0,0001. *P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001.Os datos preséntanse como un erro estándar + estándar da media, a fase escura (18: 00-06: 00 h) está representada por caixas grises. Os puntos dos histogramas representan ratos individuais. Os valores medios calculáronse durante todo o período experimental (0-108 horas). n = 7.
Os ratos coincidían en peso corporal, masa magra e masa de graxa na liña base (figs. 4a -c) e mantivéronse a 22, 25, 27,5 e 30 ° C como nos estudos con ratos normais de peso. . Ao comparar grupos de ratos, a relación entre EE e temperatura mostrou unha relación lineal similar coa temperatura co paso do tempo nos mesmos ratos. Así, os ratos mantidos a 22 ° C consumían aproximadamente un 30% máis de enerxía que os ratos gardados a 30 ° C (Fig. 4D, E). Ao estudar efectos en animais, a temperatura non sempre afectou a RER (Fig. 4F, G). A inxestión de alimentos, a inxestión de auga e a actividade non foron afectadas significativamente pola temperatura (figs. 4H -M). Despois de 33 días de cría, os ratos a 30 ° C tiñan un peso corporal significativamente maior que os ratos a 22 ° C (Fig. 4N). En comparación cos seus respectivos puntos de base, os ratos criados a 30 ° C tiñan pesos corporais significativamente máis altos que os ratos criados a 22 ° C (media ± erro estándar da media: Fig. 4O). O aumento de peso relativamente maior debeuse a un aumento da masa de graxa (Fig. 4p, Q) en vez de un aumento da masa magra (Fig. 4R, S). De acordo co menor valor EE a 30 ° C, a expresión de varios xenes BAT que aumentan a función/actividade BAT reduciuse a 30 ° C en comparación con 22 ° C: ADRA1A, ADRB3 e PRDM16. Outros xenes clave que tamén aumentan a función/actividade BAT non se viron afectados: SEMA3A (Regulación de crecemento de neurite), TFAM (Bioxénese mitocondrial), ADRB1, ADRA2A, PCK1 (Gluconeogenesis) e CPT1A. Sorprendentemente, UCP1 e VEGF-A, asociados ao aumento da actividade termogénica, non diminuíu no grupo de 30 ° C. De feito, os niveis de UCP1 en tres ratos foron superiores aos do grupo de 22 ° C, e VEGF-A e ADRB2 foron significativamente elevados. En comparación co grupo de 22 ° C, os ratos mantidos a 25 ° C e 27,5 ° C non mostraron ningún cambio (figura suplementaria 1).
- Peso corporal (A), masa magra (B) e masa de graxa (C) despois de 9 días (un día antes do traslado ao sistema Sable). D Consumo de enerxía (EE, Kcal/H). e Consumo medio de enerxía (0 a 96 horas) a varias temperaturas (KCAL/24 horas). F relación de intercambio respiratorio (RER, VCO2/VO2). G Media RER (VCO2/VO2). H A inxestión total de alimentos (g). Refírome a inxestión de alimentos (g/24 horas). J Consumo total de auga (ML). K Consumo medio de auga (ML/24 h). L Nivel de actividade acumulativa (M). m Nivel medio de actividade (m/24 h). n peso corporal o día 23 (g), o cambio no peso corporal, a masa magra p, o cambio de q na masa magra (g) o día 23 en comparación co día 9, cambio na masa de graxa (g) a 23 días, graxa Misa (g) en comparación co día 8, día 23 en comparación con -8º día. O significado estatístico das medidas repetidas foi probado por Oneway-Anova seguido da proba de comparación múltiple de Tukey. *P <0,05, *** P <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, *** P <0,001, **** p <0,0001. *Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0,0001. *P <0,05, *** P <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *P <0,05 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 *Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0,0001. *P <0,05, *** P <0,001, **** p <0,0001.Os datos preséntanse como un erro estándar + estándar da media, a fase escura (18: 00-06: 00 h) está representada por caixas grises. Os puntos dos histogramas representan ratos individuais. Os valores medios calculáronse durante todo o período experimental (0-96 horas). n = 7.
Do mesmo xeito que os humanos, os ratos a miúdo crean microambientes para reducir a perda de calor ao medio ambiente. Para cuantificar a importancia deste ambiente para EE, evaluamos EE a 22, 25, 27,5 e 30 ° C, con ou sen protectores de coiro e material de aniñamento. A 22 ° C, a adición de pel estándar reduce o EE en aproximadamente un 4%. A adición posterior de material de aniñamento reduciu o EE nun 3-4% (Fig. 5A, B). Non se observaron cambios significativos no RER, a inxestión de alimentos, a inxestión de auga ou os niveis de actividade coa adición de casas ou pelas + cama (figura 5i -p). A adición de material de pel e nidificación tamén reduciu significativamente a EE a 25 e 30 ° C, pero as respostas foron cuantitativamente menores. A 27,5 ° C non se observou ningunha diferenza. Destacable, nestes experimentos, a EE diminuíu co aumento da temperatura, neste caso aproximadamente un 57% inferior a EE a 30 ° C en comparación con 22 ° C (Fig. 5C - H). A mesma análise realizouse só para a fase lixeira, onde a EE estaba máis preto da taxa metabólica basal, xa que neste caso os ratos descansaron principalmente na pel, obtendo tamaños de efectos comparables a diferentes temperaturas (fig. 2a -h) .
Datos para ratos de material de abrigo e aniñamento (azul escuro), casa pero sen material de aniñamento (azul claro) e material doméstico e niño (laranxa). Consumo de enerxía (EE, Kcal/H) para as habitacións A, C, E e G a 22, 25, 27,5 e 30 ° C, B, D, F e H significa EE (Kcal/H). Datos IP para ratos aloxados a 22 ° C: I Ráboa respiratoria (RER, VCO2/VO2), J Mean RER (VCO2/VO2), K A inxestión acumulada de alimentos (G), L media de alimentos (G/24 H), M A inxestión total de auga (ML), N AUC de entrada media de auga (ML/24H), O actividade total (M), nivel medio de actividade (M/24h). Os datos preséntanse como un erro estándar + estándar da media, a fase escura (18: 00-06: 00 h) está representada por caixas grises. Os puntos dos histogramas representan ratos individuais. O significado estatístico das medidas repetidas foi probado por Oneway-Anova seguido da proba de comparación múltiple de Tukey. *P <0,05, ** p <0,01. *P <0,05, ** p <0,01. *Р <0,05, ** р <0,01. *P <0,05, ** p <0,01. *P <0,05 ， ** p <0,01。 *P <0,05 ， ** p <0,01。 *Р <0,05, ** р <0,01. *P <0,05, ** p <0,01.Os valores medios calculáronse durante todo o período experimental (0-72 horas). n = 7.
En ratos normais de peso (2-3 horas de xaxún), a cría a diferentes temperaturas non supuxo diferenzas significativas nas concentracións plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, ALT e AST, pero HDL en función da temperatura. Figura 6A-E). As concentracións plasmáticas en xaxún de leptina, insulina, péptido C e glucagón tampouco difiren entre grupos (figuras 6G-J). O día da proba de tolerancia á glicosa (despois de 31 días a diferentes temperaturas), o nivel de glicosa no sangue base (5-6 horas de xaxún) foi de aproximadamente 6,5 mm, sen diferenzas entre os grupos. A administración de glicosa oral aumentou significativamente as concentracións de glicosa no sangue en todos os grupos, pero tanto a concentración máxima como a área incremental baixo as curvas (IAUCs) (15-120 min) foron menores no grupo de ratos aloxados a 30 ° C (puntos de tempo individuais: P: P P <0,05 - p <0,0001, fig. 6K, l) en comparación cos ratos aloxados a 22, 25 e 27,5 ° C (que non difiren entre si). A administración de glicosa oral aumentou significativamente as concentracións de glicosa no sangue en todos os grupos, pero tanto a concentración máxima como a área incremental baixo as curvas (IAUCs) (15-120 min) foron menores no grupo de ratos aloxados a 30 ° C (puntos de tempo individuais: P: P P <0,05 - p <0,0001, fig. 6K, l) en comparación cos ratos aloxados a 22, 25 e 27,5 ° C (que non difiren entre si). Пероральное ведение глюкозы значительно повышало концентрацию гкозы ковиоno во во во в fasх г fasх п fas концентрация, так и пощадь приращения под кривыыи (iauc) (15-120 иин) ыли ниже в г гу п 30 пыжжжжжж] (отдельные веменые точки: p <0,05 - p <0,0001, рис. 6k, l) по сравнению с с с 22,5, содеращавя различались межж собой). A administración oral de glicosa aumentou significativamente as concentracións de glicosa no sangue en todos os grupos, pero tanto a concentración de pico como a área incremental baixo as curvas (IAUC) (15-120 min) foron menores no grupo de ratos de 30 ° C (puntos de tempo separados: P <0.05- P <0,0001, Fig. 6K, L) en comparación cos ratos gardados en 22, 25 e 27,5 ° C (que non difiren uns dos outros).口服葡萄糖的给药显着增加了所有组的血糖浓度 ， 但在 30 ° C 饲养的小鼠组中 ， 峰值浓度和曲线下增加面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均较低 （各个时间点： P <0,05 - p <0,0001 ， 图 6k ， l） 与饲养在 22、25 和 27,5 ° C 的小鼠 （彼此之间没有差异）） 相比。口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 在 在 在 在 在 面积 面积 面积 面积 面积 面积 (iauc) (15-120 分钟) 均 较 低 个 点 点 点 点 点 个 个 点 个点 ： ： 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。A administración oral de glicosa aumentou significativamente as concentracións de glicosa no sangue en todos os grupos, pero tanto a concentración de pico como a área baixo a curva (IAUC) (15-120 min) foron menores no grupo de ratos alimentados con 30 ° C (todos os puntos de tempo).: P <0,05 - p <0,0001, рис. : P <0,05 - p <0,0001, fig.6L, l) en comparación cos ratos gardados en 22, 25 e 27,5 ° C (sen diferenzas entre si).
As concentracións plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, HDL, Alt, AST, FFA, glicerol, leptina, insulina, péptido C e Glucagón móstranse en ratos masculinos adultos (Al) despois de 33 días de alimentación na temperatura indicada a temperatura indicada . Os ratos non se alimentaron 2-3 horas antes da mostraxe de sangue. A excepción foi unha proba de tolerancia á glicosa oral, que se realizou dous días antes do final do estudo sobre ratos xexún durante 5-6 horas e mantívose á temperatura adecuada durante 31 días. Os ratos foron desafiuzados con 2 g/kg de peso corporal. A área baixo os datos da curva (L) exprésase como datos incrementais (IAUC). Os datos preséntanse como media ± SEM. Os puntos representan mostras individuais. *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.
Nos ratos Dio (tamén xaxún durante 2-3 horas), as concentracións de colesterol plasmático, HDL, ALT, AST e FFA non difiren entre grupos. Tanto TG como glicerol foron elevados significativamente no grupo de 30 ° C en comparación co grupo de 22 ° C (figuras 7A -H). En contraste, 3-GB foi aproximadamente un 25% inferior a 30 ° C en comparación con 22 ° C (figura 7b). Así, aínda que os ratos mantidos a 22 ° C tiñan un equilibrio enerxético positivo global, como se suxeriu aumento de peso, as diferenzas nas concentracións plasmáticas de TG, glicerol e 3-HB suxiren que os ratos a 22 ° C cando a mostraxe era inferior a 22 ° C. ° C. Os ratos criados a 30 ° C estaban nun estado relativamente máis enerxéticamente negativo. De acordo con isto, as concentracións hepáticas de glicerol extraíbles e TG, pero non glicóxeno e colesterol, foron maiores no grupo de 30 ° C (Fig. 3A-D suplementaria). Para investigar se as diferenzas dependentes da temperatura na lipólise (medida polo plasma TG e o glicerol) son o resultado de cambios internos na graxa epididimal ou inguinal, extraíamos tecido adiposo destes tendas ao final do estudo e cuantificamos ácidos graxos libres ex ex ex-ex-ácidos graxos ex ex ex-ex-ex-graxos ex-ex ex-ex ex-ex ex-ex-ex ex ex-ex ex-ex-ex ex-ex-ex-ex-ex libre ex Vivo. e liberación de glicerol. En todos os grupos experimentais, as mostras de tecido adiposo de depósitos epididimales e inguinais mostraron polo menos un aumento de dúas veces na produción de glicerol e FFA en resposta á estimulación de isoproterenol (Fig. Fig. 4A-D). Non obstante, atopouse ningún efecto da temperatura da cuncha na lipólise basal ou de isoproterenol. De acordo co maior peso corporal e a masa de graxa, os niveis de leptina plasmática foron significativamente maiores no grupo de 30 ° C que no grupo de 22 ° C (Figura 7I). Pola contra, os niveis plasmáticos de insulina e péptido C non difiren entre os grupos de temperatura (Fig. 7K, K), pero o glucagón plasmático mostrou unha dependencia da temperatura, pero neste caso comparáronse case 22 ° C no grupo oposto a 30 ° C. De. Grupo C (Fig. 7L). A FGF21 non difería entre os diferentes grupos de temperatura (Fig. 7M). O día de OGTT, a glicosa en sangue base foi de aproximadamente 10 mm e non difería entre os ratos aloxados a diferentes temperaturas (Fig. 7N). A administración oral de glicosa aumentou os niveis de glicosa no sangue e alcanzou o máximo en todos os grupos a unha concentración de aproximadamente 18 mm 15 minutos despois da dosificación. Non houbo diferenzas significativas na IAUC (15-120 min) e concentracións en diferentes momentos post-dose (15, 30, 60, 90 e 120 min) (Figura 7N, O).
As concentracións plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, HDL, Alt, AST, FFA, glicerol, leptina, insulina, péptido C, glucagón e FGF21 mostráronse en ratos masculinos adultos (AO) despois de 33 días de alimentación. Temperatura especificada. Os ratos non se alimentaron 2-3 horas antes da mostraxe de sangue. A proba de tolerancia á glicosa oral foi unha excepción xa que se realizou a unha dose de 2 g/kg de peso corporal dous días antes do final do estudo en ratos que se axexaron durante 5-6 horas e mantiveron a temperatura adecuada durante 31 días. A área baixo os datos da curva (O) móstrase como datos incrementais (IAUC). Os datos preséntanse como media ± SEM. Os puntos representan mostras individuais. *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.
A transferencia dos datos de roedores aos humanos é un problema complexo que xoga un papel central na interpretación da importancia das observacións no contexto da investigación fisiolóxica e farmacolóxica. Por razóns económicas e para facilitar a investigación, os ratos adoitan manterse a temperatura ambiente por baixo da súa zona termoneutral, obtendo a activación de varios sistemas fisiolóxicos compensatorios que aumentan a taxa metabólica e prexudican potencialmente a tradución9. Así, a exposición de ratos ao frío pode facer que os ratos sexan resistentes á obesidade inducida pola dieta e poida evitar a hiperglicemia en ratas tratadas con estreptozotocina debido ao aumento do transporte de glicosa non dependente da insulina. Non obstante, non está claro ata que punto a exposición prolongada a varias temperaturas relevantes (de habitación a termoneutral) afecta á diferente homeostase enerxética de ratos normais de peso (en comida) e ratos dio (en HFD) e parámetros metabólicos, así como a extensión ao que foron capaces de equilibrar un aumento da EE cun aumento da inxestión de alimentos. O estudo presentado neste artigo pretende traer certa claridade a este tema.
Demostramos que en peso normal ratos adultos e ratos dio masculinos, EE está inversamente relacionado coa temperatura ambiente entre 22 e 30 ° C. Así, EE a 22 ° C foi aproximadamente un 30% superior que a 30 ° C. En ambos os modelos de rato. Non obstante, unha diferenza importante entre os ratos de peso normal e os ratos Dio é que, mentres que os ratos de peso normal coincidían con EE a temperaturas máis baixas axustando a inxestión de alimentos en consecuencia, a inxestión de alimentos de ratos dio variaba a diferentes niveis. As temperaturas do estudo foron similares. Despois dun mes, os ratos de Dio mantidos a 30 ° C gañaron máis peso corporal e masa de graxa que os ratos gardados a 22 ° C, mentres que os humanos normais mantiveron á mesma temperatura e durante o mesmo período de tempo non provocaron febre. Diferenza dependente do peso corporal. ratos de peso. En comparación coas temperaturas próximas ao termoneutro ou a temperatura ambiente, o crecemento a temperatura ambiente resultou en ratos de peso ou de peso normal nunha dieta rica en graxa pero non nunha dieta normal do rato para obter un peso relativamente menor. corpo. Apoiado por outros estudos17,18,19,20,21 pero non por 22,23.
A capacidade de crear un microambiente para reducir a perda de calor hipótese para cambiar a neutralidade térmica cara á esquerda8, 12. No noso estudo, a adición de material de aniñamento e ocultación reduciu a EE pero non deu lugar a unha neutralidade térmica ata 28 ° C. Así, os nosos datos non admiten que o punto baixo da termoneutralidade en ratos adultos dun só xeonllo, con ou sen casas enriquecidas ambientalmente, debería ser de 26-28 ° C como se mostra 8,12, pero admite outros estudos que mostran termoneutralidade. Temperaturas de 30 ° C en ratos de punto baixo 7, 10, 24. Para complicar as cuestións, demostrouse que o punto termoneutral dos ratos non é estático durante o día xa que é menor durante a fase de descanso (luz), posiblemente debido a unha calor máis baixa produción como resultado da actividade e termoxénese inducida pola dieta. Así, na fase lixeira, o punto inferior da neutralidade térmica resulta ~ 29 ° с, e na fase escura, ~ 33 ° с25.
En última instancia, a relación entre a temperatura ambiente e o consumo total de enerxía está determinada pola disipación da calor. Neste contexto, a relación entre superficie e volume é un determinante importante da sensibilidade térmica, afectando tanto á disipación de calor (superficie) como á xeración de calor (volume). Ademais da superficie, a transferencia de calor tamén está determinada polo illamento (taxa de transferencia de calor). En humanos, a masa de graxa pode reducir a perda de calor creando unha barreira illante ao redor da cuncha do corpo, e suxeriuse que a masa de graxa tamén é importante para o illamento térmico en ratos, baixando o punto termoneutral e reducindo a sensibilidade da temperatura debaixo do punto neutro térmico ( pendente da curva). Temperatura ambiente en comparación con EE) 12. O noso estudo non foi deseñado para avaliar directamente esta relación putativa porque os datos da composición corporal foron recollidos 9 días antes de que se recolleron datos de gastos enerxéticos e porque a masa de graxa non foi estable durante todo o estudo. Non obstante, dado que o peso normal e os ratos Dio teñen un EE inferior ao 30% a 30 ° C que a 22 ° C a pesar de polo menos unha diferenza de 5 veces na masa de graxa, os nosos datos non admiten que a obesidade debería proporcionar un illamento básico. Factor, polo menos non no intervalo de temperatura investigado. Isto está en liña con outros estudos mellor deseñados para explorar este 4,24. Nestes estudos, o efecto illante da obesidade era pequeno, pero a pel proporcionou un 30-50% do illamento térmico total4,24. Non obstante, en ratos mortos, a condutividade térmica aumentou aproximadamente un 450% inmediatamente despois da morte, o que suxire que o efecto illante da pel é necesario para os mecanismos fisiolóxicos, incluída a vasoconstricción, para traballar. Ademais das diferenzas de especies de pel entre ratos e humanos, o mal efecto illante da obesidade en ratos tamén pode estar influenciado polas seguintes consideracións: o factor illante da masa de graxa humana está principalmente mediado pola masa de graxa subcutánea (grosor) 26,27. Normalmente en roedores inferiores ao 20% do total de graxa animal28. Ademais, a masa total de graxa pode nin sequera ser unha medida subóptima do illamento térmico dun individuo, xa que se argumentou que o illamento térmico mellorado é compensado polo inevitable aumento da superficie (e polo tanto aumentou a perda de calor) a medida que aumenta a masa de graxa. .
En ratos de peso normal, as concentracións plasmáticas en xaxún de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT e AST non cambiaron a varias temperaturas durante case 5 semanas, probablemente porque os ratos estaban no mesmo estado de equilibrio enerxético. foron os mesmos en peso e composición corporal que ao final do estudo. De acordo coa semellanza na masa de graxa, tampouco houbo diferenzas nos niveis de leptina plasmática, nin na insulina en xaxún, no péptido C e no glucagón. Atopáronse máis sinais en ratos Dio. Aínda que os ratos a 22 ° C tampouco tiñan un equilibrio enerxético negativo global neste estado (xa que gañaron peso), ao final do estudo eran relativamente máis deficientes en enerxía en comparación cos ratos criados a 30 ° C, en condicións como como cetonas altas. Produción polo corpo (3-GB) e unha diminución da concentración de glicerol e TG no plasma. Non obstante, as diferenzas dependentes da temperatura na lipólise non parecen ser o resultado de cambios intrínsecos na graxa epididimal ou inguinal, como os cambios na expresión da lipase que responden á adipohormona, xa que a FFA e o glicerol liberados de graxa extraídos destes depósitos están entre temperatura. Os grupos son similares entre si. Aínda que non investigamos o ton simpático no estudo actual, outros descubriron que (baseada na frecuencia cardíaca e na presión arterial media) está linealmente relacionada coa temperatura ambiente en ratos e é aproximadamente inferior a 30 ° C que a 22 ° C 20% C Así, as diferenzas dependentes da temperatura no ton simpático poden desempeñar un papel na lipólise no noso estudo, pero dado que un aumento do ton simpático estimula en vez de inhibir a lipólise, outros mecanismos poden contrarrestar Esta diminución dos ratos cultivados. Papel potencial na ruptura da graxa corporal. Temperatura ambiente. Ademais, parte do efecto estimulante do ton simpático sobre a lipólise está indirectamente mediado pola forte inhibición da secreción de insulina, destacando o efecto da suplementación de insulina na lipólise30, pero no noso estudo, o plasma de xaxún e o tono simpático do plasma de C-péptido en diferentes temperaturas foron Non é suficiente para alterar a lipólise. Pola contra, descubrimos que as diferenzas no estado da enerxía eran probablemente o principal contribuínte a estas diferenzas nos ratos DIO. As razóns subxacentes que levan a unha mellor regulación da inxestión de alimentos con EE en ratos normais de peso requiren un estudo máis. Non obstante, en xeral, a inxestión de alimentos está controlada por indicios homeostáticos e hedónicos31,32,33. Aínda que hai debate sobre cal dos dous sinais é cuantitativamente máis importante, 31,32,33 é ben sabido que o consumo a longo prazo de alimentos ricos en graxa leva a un comportamento alimentario máis baseado no pracer que non está relacionado homeostase. . - inxestión de alimentos regulada34,35,36. Polo tanto, o aumento do comportamento de alimentación hedónica de ratos DIO tratados cun 45% de HFD pode ser unha das razóns polas que estes ratos non equilibraron a inxestión de alimentos con EE. Curiosamente, tamén se observaron diferenzas no apetito e as hormonas reguladoras da glicosa no sangue nos ratos DIO controlados pola temperatura, pero non en ratos de peso normal. Nos ratos Dio, os niveis de leptina plasmática aumentaron co nivel de temperatura e glucagón diminuíu coa temperatura. A medida na que a temperatura pode influír directamente nestas diferenzas merece un estudo adicional, pero no caso da leptina, o equilibrio enerxético negativo relativo e, polo tanto, a masa de graxa máis baixa en ratos a 22 ° C seguramente xogou un papel importante, xa que a masa de graxa e a leptina do plasma Altamente correlacionado37. Non obstante, a interpretación do sinal do glucagón é máis desconcertante. Do mesmo xeito que coa insulina, a secreción de glucagón foi fortemente inhibida por un aumento do ton simpático, pero o maior ton simpático estaba previsto que se atopase no grupo de 22 ° C, que tiña as concentracións de glucagón máis altas plasmáticas. A insulina é outro regulador forte do glucagón plasmático, e a resistencia á insulina e a diabetes tipo 2 están fortemente asociadas con xaxún e hiperglucagonemia postprandial 38,39. Non obstante, os ratos DIO no noso estudo tamén foron insensibles á insulina, polo que este tampouco podería ser o principal factor no aumento da sinalización do glucagón no grupo de 22 ° C. O contido de graxa hepática tamén está asociado positivamente a un aumento da concentración de glucagón plasmático, cuxos mecanismos, á súa vez, poden incluír resistencia hepática do glucagón, diminución da produción de urea, aumento das concentracións de aminoácidos circulantes e un aumento da secreción de glucagón estimulada con aminoácidos40,41,, 42. Non obstante, dado que as concentracións extraíbles de glicerol e TG non difiren entre os grupos de temperatura no noso estudo, isto tampouco podería ser un factor potencial no aumento das concentracións plasmáticas no grupo de 22 ° C. A triiodotironina (T3) xoga un papel crítico na taxa metabólica global e iniciación da defensa metabólica contra a hipotermia43,44. Así, a concentración de plasma T3, posiblemente controlada por mecanismos mediados centralmente, 45,46 aumentos tanto en ratos como en humanos en menos de condicións termoneutras47, aínda que o aumento dos humanos é máis pequeno, o que está máis predisposto a ratos. Isto é coherente coa perda de calor para o medio ambiente. Non medimos as concentracións de plasma T3 no estudo actual, pero as concentracións poden ser menores no grupo de 30 ° C, o que pode explicar o efecto deste grupo nos niveis de glucagón plasmático, como nós (Figura actualizada 5A) e outros demostraron que demostraron que demostraron que T3 aumenta o glucagón plasmático de forma dependente da dose. Informouse que as hormonas tiroideas inducen a expresión FGF21 no fígado. Do mesmo xeito que o glucagón, as concentracións de plasma FGF21 tamén aumentaron coas concentracións de plasma T3 (figura complementaria 5b e ref. 48), pero en comparación co glucagón, as concentracións plasmáticas FGF21 no noso estudo non se viron afectadas pola temperatura. As razóns subxacentes desta discrepancia requiren un estudo adicional, pero a indución FGF21 impulsada por T3 debería producirse a niveis máis altos de exposición a T3 en comparación coa resposta de glucagón observada por T3 (Fig. Fig. 5B suplementaria).
A HFD demostrou estar fortemente asociada á tolerancia á glicosa e á resistencia á insulina (marcadores) en ratos criados a 22 ° C. Non obstante, a HFD non estaba asociada nin a tolerancia á glicosa deteriorada nin á resistencia á insulina cando se cultivou nun ambiente termoneutral (definido aquí como 28 ° C) 19. No noso estudo, esta relación non se replicou en ratos Dio, senón que os ratos normais de peso mantidos a 30 ° C melloraron significativamente a tolerancia á glicosa. A razón desta diferenza require un estudo adicional, pero pode estar influenciado polo feito de que os ratos DIO no noso estudo foron resistentes á insulina, con concentracións de péptido C plasmático en xaxún e concentracións de insulina 12-20 veces superiores aos ratos de peso normal. e no sangue cun estómago baleiro. As concentracións de glicosa duns 10 mm (aproximadamente 6 mm ao peso corporal normal), o que parece deixar unha pequena xanela para os efectos beneficiosos potenciais da exposición a condicións termoneutras para mellorar a tolerancia á glicosa. Un posible factor confuso é que, por razóns prácticas, OGTT realízase a temperatura ambiente. Así, os ratos aloxados a temperaturas máis altas experimentaron un choque frío leve, o que pode afectar a absorción/depuración de glicosa. Non obstante, baseándose en concentracións similares de glicosa en sangue en xaxún en diferentes grupos de temperatura, os cambios na temperatura ambiente poden non ter afectado significativamente os resultados.
Como se mencionou anteriormente, recentemente resaltouse que aumentar a temperatura ambiente pode atenuar algunhas reaccións ao estrés en frío, o que pode poñer en cuestión a transferencia dos datos do rato aos humanos. Non obstante, non está claro cal é a temperatura óptima para manter os ratos para imitar a fisioloxía humana. A resposta a esta pregunta tamén pode estar influenciada polo campo de estudo e o punto final que se está estudando. Un exemplo disto é o efecto da dieta sobre a acumulación de graxa hepática, a tolerancia á glicosa e a resistencia á insulina19. En termos de gasto enerxético, algúns investigadores cren que a termoneutralidade é a temperatura óptima para a cría, xa que os humanos requiren pouca enerxía extra para manter a temperatura corporal central e definen unha temperatura única para os ratos adultos como 30 ° C7,10. Outros investigadores cren que unha temperatura comparable a que os humanos normalmente experimentan con ratos adultos nun xeonllo é de 23-25 ° C, xa que consideraron que a termoneutralidade era de 26-28 ° C e baseada en que os humanos sexan máis baixos uns 3 ° C. A súa menor temperatura crítica, definida aquí como 23 ° C, é lixeiramente 8,12. O noso estudo é consistente con outros estudos que afirman que a neutralidade térmica non se consegue a 26-28 ° C4, 7, 10, 11, 24, 25, indicando que 23-25 ° C é demasiado baixa. Outro factor importante a considerar en canto á temperatura ambiente e a termoneutralidade en ratos é a vivenda única ou de grupo. Cando os ratos estaban aloxados en grupos máis que individualmente, como no noso estudo, a sensibilidade á temperatura reduciuse, posiblemente debido ao aglomerado dos animais. Non obstante, a temperatura ambiente aínda estaba por debaixo do LTL de 25 cando se empregaron tres grupos. Quizais a diferenza entre especies máis importantes neste aspecto sexa a importancia cuantitativa da actividade da morcega como defensa contra a hipotermia. Así, mentres que os ratos compensaron en gran medida a súa maior perda de calorías aumentando a actividade BAT, que supera o 60% de EE a 5 ° C só, 51,52 A contribución da actividade de morcegos humanos a EE foi significativamente maior, moito menor. Polo tanto, reducir a actividade de morcegos pode ser un xeito importante de aumentar a tradución humana. A regulación da actividade BAT é complexa pero a miúdo está mediada polos efectos combinados da estimulación adrenérxica, as hormonas tiroideas e a expresión UCP114,54,55,56,57. Os nosos datos indican que a temperatura debe elevarse por encima dos 27,5 ° C en comparación cos ratos a 22 ° C para detectar diferenzas na expresión de xenes BAT responsables da función/activación. Non obstante, as diferenzas atopadas entre grupos a 30 e 22 ° C non sempre indicaron un aumento da actividade BAT no grupo 22 ° C porque UCP1, ADRB2 e VEGF-A foron regulados no grupo 22 ° C. Queda por determinar a causa raíz destes resultados inesperados. Unha posibilidade é que a súa expresión aumentada non poida reflectir un sinal de temperatura ambiente elevada, senón un efecto agudo de movelos de 30 ° C a 22 ° C o día de eliminación (os ratos experimentaron este 5-10 minutos antes do despegue) . ).
Unha limitación xeral do noso estudo é que só estudamos ratos masculinos. Outras investigacións suxiren que o xénero pode ser unha consideración importante nas nosas indicacións primarias, xa que os ratos femininos dun só xeonllo son máis sensibles á temperatura debido á maior condutividade térmica e ao mantemento de temperaturas do núcleo máis controladas. Ademais, os ratos femininos (en HFD) mostraron unha maior asociación de inxestión de enerxía con EE a 30 ° C en comparación con ratos masculinos que consumían máis ratos do mesmo sexo (20 ° C neste caso) 20. Así, nos ratos femininos, o efecto contido subtermonetral é maior, pero ten o mesmo patrón que nos ratos masculinos. No noso estudo, centrámonos en ratos masculinos dun só xeonllo, xa que estas son as condicións nas que se realizan a maioría dos estudos metabólicos que examinan EE. Outra limitación do noso estudo foi que os ratos estaban na mesma dieta durante todo o estudo, o que impediu estudar a importancia da temperatura ambiente para a flexibilidade metabólica (medida polos cambios RER para os cambios dietéticos en varias composicións de macronutrientes). En ratos femininos e masculinos gardados a 20 ° C en comparación cos ratos correspondentes gardados a 30 ° C.
En conclusión, o noso estudo demostra que, como noutros estudos, os ratos de peso normal 1 son termoneutros por encima dos 27,5 ° C previstos. Ademais, o noso estudo demostra que a obesidade non é un factor illante importante en ratos con peso normal ou dio, obtendo unha temperatura similar: relacións EE en DIO e ratos normais de peso. Aínda que a inxestión de alimentos de ratos normais de peso era consistente co EE e mantivo así un peso corporal estable en todo o rango de temperatura, a inxestión de alimentos de ratos dio era a mesma a diferentes temperaturas, obtendo unha maior relación de ratos a 30 ° C . A 22 ° C gañou máis peso corporal. En xeral, os estudos sistemáticos que examinan a importancia potencial de vivir por debaixo das temperaturas termoneutras son xustificadas debido á a miúdo observada tolerabilidade entre o rato e os estudos humanos. Por exemplo, en estudos de obesidade, unha explicación parcial para a tradución xeralmente máis pobre pode deberse a que os estudos de perda de peso murinos adoitan realizarse en animais estresados con frío moderadamente mantidos a temperatura ambiente debido ao seu aumento de EE. Perda de peso esaxerada en comparación co peso corporal esperado dunha persoa, en particular se o mecanismo de acción depende de aumentar a EE aumentando a actividade de BAP, que é máis activa e activada a temperatura ambiente que a 30 ° C.
De acordo co Dereito Experimental Animal Danés (1987) e os Institutos Nacionais de Saúde (Publicación nº 85-23) e a Convención Europea para a Protección do Vertebrado empregada con fins experimentais e outros científicos (Consello de Europa nº 123, Estrasburgo , 1985).
Os ratos C57BL/6J masculinos de vinte semanas obtivéronse de Janvier Saint Berthevin Cedex, Francia, e recibíronse ad libitum standly chow (Altromin 1324) e auga (~ 22 ° C) despois dunha luz de 12:12 horas: ciclo escuro. temperatura ambiente. Os ratos dio masculinos (20 semanas) obtivéronse do mesmo provedor e recibíronlle acceso ad libitum a unha dieta de 45% de graxa alta (Cat. Nº D12451, Research Diet Inc., NJ, EUA) e auga en condicións de cría. Os ratos foron adaptados ao medio ambiente unha semana antes do inicio do estudo. Dous días antes da transferencia ao sistema de calorimetría indirecta, pesáronse ratos, sometidos a dixitalización de resonancia magnética (ECHOMRITM, TX, EUA) e dividida en catro grupos correspondentes ao peso corporal, a graxa e o peso corporal normal.
Na figura 8 móstrase un diagrama gráfico do deseño do estudo. Os ratos foron transferidos a un sistema de calorimetría indirecta pechado e controlado pola temperatura en Sable Systems Internationals (Nevada, EUA), que incluía monitores de calidade de alimentos e auga e un marco BZ1 que rexistrou o marco BZ1 que rexistrou rexistrado niveis de actividade medindo roturas de feixe. Xyz. Os ratos (n = 8) aloxáronse individualmente a 22, 25, 27,5 ou 30 ° C usando camas pero sen material de abrigo e aniñamento nunha luz de 12: 12 horas: ciclo escuro (luz: 06: 00-18:00) . 2500ml/min. Os ratos foron aclimatados durante 7 días antes do rexistro. Recolléronse gravacións catro días seguidos. A partir de entón, os ratos mantivéronse ás respectivas temperaturas a 25, 27,5 e 30 ° C durante 12 días adicionais, despois dos cales se engadiron os concentrados celulares como se describe a continuación. Mentres tanto, os grupos de ratos gardados a 22 ° C mantivéronse a esta temperatura durante dous días máis (para recoller novos datos de base), e a temperatura aumentouse en pasos de 2 ° C todos os días ao comezo da fase lixeira ( 06:00) Ata alcanzar os 30 ° C despois diso, a temperatura baixou a 22 ° C e recolleuse datos durante outros dous días. Despois de dous días adicionais de gravación a 22 ° C, engadíronse peles a todas as células a todas as temperaturas e a recollida de datos comezou o segundo día (día 17) e durante tres días. Despois diso (día 20), engadiuse material de aniñamento (8-10 g) a todas as células ao comezo do ciclo de luz (06:00) e recolléronse datos durante outros tres días. Así, ao final do estudo, os ratos gardados a 22 ° C mantivéronse a esta temperatura durante 21/33 días e a 22 ° C durante os últimos 8 días, mentres que os ratos a outras temperaturas mantivéronse a esta temperatura durante 33 días. /33 días. Os ratos alimentáronse durante o período de estudo.
O peso normal e os ratos Dio seguiron os mesmos procedementos de estudo. O día -9, pesáronse os ratos, dixitalizáronse e dividíronse en grupos comparables na composición corporal e na composición corporal. O día -7, os ratos foron transferidos a un sistema de calorimetría indirecta controlado pola temperatura pechado fabricado por Sable Systems International (Nevada, EUA). Os ratos aloxáronse individualmente con cama pero sen materiais de nidificación nin de abrigo. A temperatura está fixada en 22, 25, 27,5 ou 30 ° C. Despois dunha semana de aclimatación (días -7 a 0, os animais non foron perturbados), os datos foron recollidos en catro días consecutivos (días 0-4, datos mostrados nas figs. 1, 2, 5). A partir de entón, os ratos gardados en 25, 27,5 e 30 ° C mantivéronse en condicións constantes ata o día 17. Ao mesmo tempo, a temperatura do grupo de 22 ° C aumentou a intervalos de 2 ° C cada día axustando o ciclo de temperatura (06:00 h) ao comezo da exposición á luz (os datos móstranse na Fig. 1) . O día 15, a temperatura caeu a 22 ° C e recolléronse dous días de datos para proporcionar datos básicos para tratamentos posteriores. Engadíronse peles a todos os ratos o día 17 e engadiuse material de aniñamento o día 20 (Fig. 5). O día 23, os ratos foron pesados e sometidos a dixitalización de resonancia magnética e logo saíron só durante 24 horas. O día 24, os ratos foron axexados desde o comezo do fotoperíodo (06:00) e recibiron OGTT (2 g/kg) ás 12:00 (6-7 horas de xaxún). A partir de entón, os ratos foron devoltos ás súas respectivas condicións sables e eutanasiadas o segundo día (día 25).
Os ratos dio (n = 8) seguiron o mesmo protocolo que os ratos de peso normal (como se describe anteriormente e na figura 8). Os ratos mantiveron un 45% de HFD durante o experimento de gastos enerxéticos.
O VO2 e o VCO2, así como a presión de vapor de auga, rexistráronse a unha frecuencia de 1 Hz cunha constante de tempo de célula de 2,5 min. A inxestión de alimentos e auga foi recollida mediante unha gravación continua (1 Hz) do peso dos alimentos e as cubertas de auga. O monitor de calidade empregado reportou unha resolución de 0,002 g. Os niveis de actividade rexistráronse mediante un monitor de matriz de feixe XYZ 3D XYZ, os datos foron recollidos a unha resolución interna de 240 Hz e informaron cada segundo para cuantificar a distancia total percorrida (M) cunha resolución espacial efectiva de 0,25 cm. Os datos foron procesados con Sable Systems Macro Interpreter V.2.41, calculando EE e RER e filtrando outliers (por exemplo, falsos eventos de comida). O intérprete macro está configurado para saír datos de todos os parámetros cada cinco minutos.
Ademais da regulación de EE, a temperatura ambiente tamén pode regular outros aspectos do metabolismo, incluído o metabolismo da glicosa postprandial, ao regular a secreción de hormonas metabolizadoras de glicosa. Para probar esta hipótese, finalmente completamos un estudo de temperatura corporal provocando ratos normais de peso cunha carga de glicosa oral DIO (2 g/kg). Os métodos descríbense en detalle en materiais adicionais.
Ao final do estudo (día 25), os ratos foron xaxún durante 2-3 horas (a partir das 06:00), anestesiados con isoflurano e completamente sangrados pola venipuntura retroorbital. A cuantificación de lípidos plasmáticos e hormonas e lípidos no fígado descríbese en materiais complementarios.
Para investigar se a temperatura da cuncha provoca cambios intrínsecos no tecido adiposo que afectan a lipólise, o tecido adiposo inguinal e epididimal foi exciso directamente de ratos despois da última etapa do sangrado. Os tecidos foron procesados mediante o ensaio de lipólise ex vivo recentemente desenvolvido descrito en métodos complementarios.
O tecido adiposo marrón (BAT) foi recollido o día do final do estudo e procesouse como se describe nos métodos complementarios.
Os datos preséntanse como media ± SEM. Os gráficos creáronse en Graphpad Prism 9 (La Jolla, CA) e os gráficos foron editados en Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA). A importancia estatística foi valorada en GraphPad Prism e probada por proba t emparellada, medidas repetidas unidireccional/ANOVA bidireccional seguida da proba de múltiples comparacións de Tukey ou ANOVA unidireccional sen parella seguida da proba de múltiples comparacións de Tukey segundo sexa necesario. A distribución gaussiana dos datos foi validada pola proba de normalidade de D'Agostino-Pearson antes da proba. O tamaño da mostra está indicado na sección correspondente da sección "Resultados", así como na lenda. A repetición defínese como calquera medida tomada no mesmo animal (in vivo ou nunha mostra de tecido). En termos de reproducibilidade de datos, demostrouse unha asociación entre o gasto enerxético e a temperatura do caso en catro estudos independentes empregando diferentes ratos cun deseño de estudo similar.
Os protocolos experimentais detallados, materiais e datos en bruto están dispoñibles por solicitude razoable da autora principal Rune E. Kuhre. Este estudo non xerou novos reactivos únicos, liñas de animais/células transxénicas ou datos de secuenciación.
Para obter máis información sobre o deseño do estudo, consulte o informe de investigación da natureza Abstract ligado a este artigo.
Todos os datos forman unha gráfica. 1-7 depositáronse no repositorio de bases de datos científicos, número de adhesión: 1253.11.sciencedb.02284 ou https://doi.org/10.57760/sciencyb.02284. Os datos mostrados en ESM poden enviarse a Rune e Kuhre despois de probas razoables.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Laboratory Animals como modelos subrogados de obesidade humana. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Laboratory Animals como modelos subrogados de obesidade humana.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. e Tang-Christensen M. Animais de laboratorio como modelos subrogados de obesidade humana. 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. Animais experimentais como modelo substituto para os humanos.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. e Tang-Christensen M. Animais de laboratorio como modelos subrogados de obesidade en humanos.Farmacoloxía Acta. Crime 33, 173-181 (2012).
Gilpin, DA Cálculo da nova determinación constante e experimental MIE do tamaño da queimadura. Burns 22, 607–611 (1996).
Gordon, SJ O sistema termoregulador do rato: as súas implicacións para a transferencia de datos biomédicos aos humanos. Fisioloxía. Comportamento. 179, 55-66 (2017).
Fischer, Aw, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Non hai efecto illante da obesidade. Fischer, Aw, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Non hai efecto illante da obesidade.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B., e Nedergaard J. No Efecto de illamento da obesidade. Fischer, Aw, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. 肥胖没有绝缘作用。 Fischer, Aw, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Fischer, Aw, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. ожирение не иеет золирирeis эеекта. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Obesity non ten ningún efecto illante.Si. J. Fisioloxía. Endocrino. Metabolismo. 311, E202 - E213 (2016).
Lee, P. et al. O tecido adiposo marrón adaptado á temperatura modula a sensibilidade á insulina. Diabetes 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ et al. A menor temperatura crítica e a termoxénese inducida polo frío estaban inversamente relacionadas co peso corporal e a taxa metabólica basal en individuos fracas e con sobrepeso. J. cálido. Bioloxía. 69, 238-248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. e Nedergaard, J. Temperaturas óptimas de vivenda para que os ratos imitan o ambiente térmico dos humanos: un estudo experimental. Fischer, AW, Cannon, B. e Nedergaard, J. Temperaturas óptimas de vivenda para que os ratos imitan o ambiente térmico dos humanos: un estudo experimental.Fischer, AW, Cannon, B., e Nedergaard, J. Temperaturas óptimas para a casa para que os ratos imitan o ambiente térmico humano: un estudo experimental. Fischer, Aw, Cannon, B. & Nedergaard, J. 小鼠模拟人类热环境的最佳住房温度 ： 一项实验研究。 Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. e Nedergaard J. Temperatura óptima de vivenda para ratos simulando o ambiente térmico humano: un estudo experimental.Moore. Metabolismo. 7, 161-170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, Jr Cal é a mellor temperatura da vivenda para traducir experimentos de rato aos humanos? Keijer, J., Li, M. & Speakman, Jr Cal é a mellor temperatura da vivenda para traducir experimentos de rato aos humanos?Keyer J, Lee M e Speakman Jr Cal é a mellor temperatura ambiente para transferir experimentos de rato aos humanos? 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, JrKeyer J, Lee M e Speakman Jr Cal é a temperatura óptima da cuncha para transferir experimentos de rato aos humanos?Moore. Metabolismo. 25, 168-176 (2019).
Seeley, RJ e MacDougald, ratos OA como modelos experimentais para a fisioloxía humana: cando varios graos na materia de temperatura da vivenda. Seeley, RJ e MacDougald, ratos OA como modelos experimentais para a fisioloxía humana: cando varios graos na materia de temperatura da vivenda. Seeley, rj & Macdougald, oa ышыш как экспериментальные модели для дизиолоorkии человека: ко vendedor несольоorde значение. Seeley, RJ e MacDougald, ratos OA como modelos experimentais para a fisioloxía humana: cando algúns graos nunha vivenda marcan a diferenza. Seeley, RJ & MacDougald, OA 小鼠作为人类生理学的实验模型 ： 当几度的住房温度很重要时。 Seeley, RJ & MacDougald, OA Ыши Seeley, rj & Macdougald, oa как экспеanosнентальная модель физиологеловека: когоа нескольhe поо есеβмеере] иеют значение. Seeley, RJ e MacDougald, ratos OA como modelo experimental de fisioloxía humana: cando algúns graos de temperatura ambiente son asuntos.Metabolismo nacional. 3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. A resposta á pregunta "Cal é a mellor temperatura da vivenda para traducir experimentos de rato aos humanos?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. A resposta á pregunta "Cal é a mellor temperatura da vivenda para traducir experimentos de rato aos humanos?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Responde á pregunta "Cal é a mellor temperatura ambiente para transferir experimentos de rato aos humanos?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 问题的答案 "将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher Aw, Cannon B., e Nedergaard J. Respostas á pregunta "Cal é a temperatura óptima da cuncha para transferir experimentos de rato aos humanos?"Si: termoneutral. Moore. Metabolismo. 26, 1-3 (2019).
Tempo de publicación: outubro-28-2022
