Täname, et külastasite Nature.com. Teie kasutatava brauseri versiooniga on piiratud CSS -tugi. Parima kogemuse saamiseks soovitame teil kasutada värskendatud brauserit (või keelata ühilduvusrežiim Internet Exploreris). Vahepeal renderdame jätkuva toetuse tagamiseks saidi ilma stiilide ja JavaScriptita.
Enamik hiirte metaboolseid uuringuid viiakse läbi toatemperatuuril, ehkki erinevalt inimestest kulutavad hiired sisetemperatuuri säilitamiseks palju energiat. Siin kirjeldame normaalse kehakaalu ja dieedist põhjustatud rasvumist (DIO) vastavalt C57BL/6J hiirtele, mida toidetakse vastavalt chow chow või 45% kõrge rasvasisaldusega dieeti. Hiired pandi 33 päevaks 22, 25, 27,5 ja 30 ° C juures kaudses kalorimeetriasüsteemis. Näitame, et energiakulud suurenevad lineaarselt 30 ° C -lt 22 ° C -ni ja on mõlemas hiiremudelis 22 ° C juures umbes 30% kõrgem. Normaalse kaaluga hiirtel oli toidu sisselaskeava EE. Seevastu Dio hiired ei vähendanud toidu tarbimist, kui EE vähenes. Seega oli uuringu lõpus temperatuuril 30 ° C kõrgem kehakaal, rasvamass ja plasmaglütserooli ja triglütseriidide temperatuuril 22 ° C. Dio-hiirte tasakaalustamatus võib olla tingitud suurenenud naudingupõhisest dieedist.
Hiire on inimese füsioloogia ja patofüsioloogia uurimiseks kõige sagedamini kasutatav loommudel ning see on sageli vaikeloom, mida kasutatakse ravimite avastamise ja arengu varajases etapis. Kuid hiired erinevad inimestest mitmel olulisel füsioloogilisel viisil ja kuigi allomeetrilist skaleerimist saab mingil määral kasutada inimeste tõlkimiseks, on hiirte ja inimeste tohutud erinevused termoregulatsioonis ja energia homeostaasis. See näitab põhimõttelist vastuolu. Täiskasvanud hiirte keskmine kehamass on vähemalt tuhat korda väiksem kui täiskasvanutel (50 g vs 50 kg) ning pindala ja massi suhe erineb umbes 400 korda, kuna MEE on kirjeldanud mittelineaarset geomeetrilist transformatsiooni . 2. võrrand. Selle tulemusel kaotavad hiired nende mahu suhtes oluliselt rohkem soojust, seega on nad tundlikumad temperatuuri suhtes, rohkem kalduvus hüpotermia suhtes ja neil on keskmine basaalvahemiku määr kümme korda kõrgem kui inimestel. Standardse toatemperatuuril (~ 22 ° C) peavad hiired keha tuuma temperatuuri säilitamiseks suurendama oma energiakulu (EE) umbes 30%. Madalamatel temperatuuridel suureneb EE veelgi rohkem umbes 50% ja 100% temperatuuril 15 ja 7 ° C võrreldes EE -ga temperatuuril 22 ° C. Seega kutsuvad standardsed eluasemetingimused esile külma stressireaktsiooni, mis võib kahjustada hiire tulemuste ülekandumist inimestele, kuna tänapäevastes ühiskondades elavad inimesed veedavad suurema osa ajast termoneutraalsetes tingimustes (kuna meie madalama pindala pinnad mahuni muudab meid vähem tundlikuks Temperatuur, kuna loome meie ümber termoutraalse tsooni (TNZ). Ainult 2–4 ° C7,8, on see oluline aspekt pälvinud viimastel aastatel märkimisväärset tähelepanu 4, 7,8,9,10,11,12 ja on tehtud ettepanek, et mõnda “liigi erinevusi” saab leevendada, suurendades suurendamist, suurendades Koore temperatuur 9. Seega, kas ühe põlve hiirte termoneutraalse vahemikus on madalam kriitiline temperatuur lähemal 25 ° C-le või lähemal 30 ° C4, 7, 8, 10, 12, jääb vaieldavaks. EE ja muud metaboolsed parameetrid on piirdunud tundideni, nii et see, mil määral võib pikaajaline kokkupuude erinevate temperatuuridega mõjutada metaboolseid parameetreid, näiteks kehakaal, on ebaselge. Tarbimine, substraadi kasutamine, glükoositaluvus ning lipiidide ja glükoosikontsentratsioonide plasma ning söögiisu reguleerivad hormoonid. Lisaks on vaja täiendavaid uuringuid, et teha kindlaks, mil määral dieet võib neid parameetreid mõjutada (DIO hiired võivad rasvasisaldusega dieedil olla rohkem orienteeritud naudingupõhisele (hedoonilisele) dieedile). Selle teema kohta lisateabe saamiseks uurisime kasvamistemperatuuri mõju eelnimetatud metaboolsetele parameetritele täiskasvanud isaste hiirte ja dieedist põhjustatud rasvunud (DIO) isastel hiirtel 45% -lise kõrge rasvasisaldusega dieedil. Hiiri hoiti vähemalt kolme nädala jooksul 22, 25, 27,5 või 30 ° C. Temperatuuri alla 22 ° C ei ole uuritud, kuna tavaline loomade korpuse on toatemperatuurist harva madalam. Leidsime, et normaalse kaalu ja ühe ringiga Dio-hiired reageerisid sarnaselt korpuse temperatuuri muutustele EE ja sõltumata korpuse tingimustest (koos varjupaiga/pesitsemismaterjaliga või ilma). Ehkki normaalkaalus hiired reguleerisid oma toidu tarbimist vastavalt EE -le, oli Dio -hiirte toidu tarbimine suuresti EE -st sõltumatu, mille tulemuseks oli hiirtel rohkem kaalu. Kehakaalu andmete kohaselt näitasid lipiidide ja ketooni kehade plasmakontsentratsioonid, et Dio -hiirtel temperatuuril 30 ° C oli positiivsem energiatasakaal kui hiirtel temperatuuril 22 ° C. Energia tarbimise ja EE tasakaalu erinevuste aluseks olevad põhjused normaalse kehakaalu ja dio-hiirte vahel vajavad täiendavat uurimist, kuid see võib olla seotud dio-hiirte patofüsioloogiliste muutustega ja rasvunud dieedi tagajärjel naudingupõhise dieedi mõjuga.
EE suurenes lineaarselt 30 -lt 22 ° C -ni ja oli 22 ° C juures umbes 30% kõrgem kui 30 ° C (joonis 1A, B). Hingamisteede vahetuskurss (RER) oli temperatuurist sõltumatu (joonis 1C, D). Toidu tarbimine oli kooskõlas EE dünaamikaga ja suurenes temperatuuri vähenemisega (ka ~ 30% kõrgem temperatuuril 22 ° C võrreldes 30 ° C -ga (joonis 1E, F). Vee tarbimine. Maht ja aktiivsuse tase ei sõltunud temperatuurist (joonis. 1G).
Isased hiired (C57BL/6J, 20 nädalat vana, individuaalne korpus, n = 7) paigutati metaboolsetes puurides temperatuuril 22 ° C nädal enne uuringu algust. Kaks päeva pärast taustandmete kogumist tõsteti temperatuur 2 ° C sammuga kell 06:00 päevas (valgusetapi algus). Andmed on esitatud keskmise ± standardveana ja tumefaas (18: 00–06: 00) tähistab hall kast. Energiakulud (KCAL/H), B kogu energiakulu erinevatel temperatuuridel (KCAL/24 h), C hingamisteede vahetuskurss (VCO2/VO2: 0,7–1,0), D keskmine reser valguses ja pimedas (VCO2/VO2) faas (Nullväärtus on määratletud kui 0,7). E kumulatiivne toidu tarbimine (G), F 24h toidu kogu tarbimine, G 24H kogu vee tarbimine (ML), H 24H kogu vee tarbimine, I kumulatiivse aktiivsuse tase (M) ja J kogu aktiivsuse tase (M/24H). ). Hiiri hoiti näidatud temperatuuril 48 tundi. 24, 26, 28 ja 30 ° C kohta näidatud andmed viitavad iga tsükli viimasele 24 tunnile. Hiired jäid kogu uuringu vältel söödetud. Statistilist olulisust testiti ühesuunalise ANOVA korduvate mõõtmiste abil, millele järgnes Tukey mitmekordse võrdlustesti. Tärnid näitavad algväärtuse olulisust 22 ° C, varjutamine näitab olulisust teiste rühmade vahel, nagu on näidatud. *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.Keskmised väärtused arvutati kogu eksperimentaalperioodi jooksul (0–192 tundi). n = 7.
Nagu normaalkaalu hiirte puhul, suurenes EE temperatuuri vähenemise korral lineaarselt ja sel juhul oli EE ka umbes 30% kõrgem temperatuuril 22 ° C võrreldes 30 ° C -ga (joonis 2A, B). RER ei muutunud erinevatel temperatuuridel (joonis 2C, D). Vastupidiselt normaalkaalus hiirtele ei olnud toidu tarbimine EE -ga kooskõlas toatemperatuuri funktsioonina. Toidu tarbimine, vee tarbimine ja aktiivsuse tase ei sõltunud temperatuurist (joonised 2e - J).
Mees (C57BL/6J, 20 nädalat) Dio -hiired majutati individuaalselt metaboolsetes puurides temperatuuril 22 ° C nädal enne uuringu algust. Hiired saavad kasutada 45% HFD AD libitum. Pärast kahe päeva aklimatiseerumist koguti algtaseme andmed. Seejärel tõsteti temperatuur üle teisel päeval kell 06:00 2 ° C (valguse faasi algus). Andmed on esitatud keskmise ± standardveana ja tumefaas (18: 00–06: 00) tähistab hall kast. Energiakulud (KCAL/H), B kogu energiakulu erinevatel temperatuuridel (KCAL/24 h), C hingamisteede vahetuskurss (VCO2/VO2: 0,7–1,0), D keskmine reser valguses ja pimedas (VCO2/VO2) faas (Nullväärtus on määratletud kui 0,7). E kumulatiivne toidu tarbimine (G), F 24h toidu kogu tarbimine, G 24H kogu vee tarbimine (ML), H 24H kogu vee tarbimine, I kumulatiivse aktiivsuse tase (M) ja J kogu aktiivsuse tase (M/24H). ). Hiiri hoiti näidatud temperatuuril 48 tundi. 24, 26, 28 ja 30 ° C kohta näidatud andmed viitavad iga tsükli viimasele 24 tunnile. Hiiri hoiti kuni uuringu lõpuni 45% HFD -ga. Statistilist olulisust testiti ühesuunalise ANOVA korduvate mõõtmiste abil, millele järgnes Tukey mitmekordse võrdlustesti. Tärnid näitavad algväärtuse olulisust 22 ° C, varjutamine näitab olulisust teiste rühmade vahel, nagu on näidatud. *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.Keskmised väärtused arvutati kogu eksperimentaalperioodi jooksul (0–192 tundi). n = 7.
Teises katseseerias uurisime ümbritseva temperatuuri mõju samadele parameetritele, kuid seekord hiirte rühmade vahel, mida hoiti pidevalt teatud temperatuuril. Hiired jagati nelja rühma, et minimeerida kehakaalu, rasva ja normaalse kehakaalu keskmise ja standardhälbe statistilisi muutusi (joonis 3A - C). Pärast 7 -päevast aklimatiseerumist registreeriti 4,5 päeva EE. EE -d mõjutab ümbritseva õhu temperatuur märkimisväärselt nii päevavalgustundidel kui ka öösel (joonis 3D) ja suureneb lineaarselt, kuna temperatuur väheneb 27,5 ° C -lt 22 ° C -ni (joonis 3E). Võrreldes teiste rühmadega oli 25 ° C rühma RER mõnevõrra vähenenud ja ülejäänud rühmade vahel ei olnud erinevusi (joonis 3F, G). Toidu tarbimine paralleelselt EE mustriga A suurenes umbes 30% temperatuuril 22 ° C võrreldes 30 ° C -ga (joonis 3H, I). Vee tarbimine ja aktiivsuse tase ei erinenud rühmade vahel märkimisväärselt (joonis 3J, K). Erinevate temperatuuridega kokkupuude kuni 33 päeva jooksul ei põhjustanud rühmade vahel kehakaalu, kõhnamassi ja rasvamassi erinevusi (joonis 3N-S), kuid põhjustas lahja kehamassi vähenemise umbes 15% võrreldes ise teatatud hinded (joonis 3N-S). 3b, r, c) ja rasvamass suurenesid enam kui 2 korda (~ 1 g kuni 2–3 g, joonis 3C, T, C). Kahjuks on 30 ° C kapist kalibreerimisvead ja see ei saa anda täpseid EE ja RER -andmeid.
- kehakaal (A), kõhna mass (B) ja rasvamass (C) 8 päeva pärast (üks päev enne üleviimist sooblesüsteemi). D Energiatarbimine (KCAL/H). e keskmine energiatarbimine (0–108 tundi) erinevatel temperatuuridel (KCAL/24 tundi). F hingamisteede vahetuse suhe (RER) (VCO2/VO2). G keskmine rer (VCO2/VO2). h Toidu tarbimine (G). Pean silmas toidu tarbimist (G/24 tundi). J kogu veetarbimine (ML). k Keskmine veetarbimine (ml/24 h). l kumulatiivne aktiivsuse tase (M). m Keskmine aktiivsuse tase (m/24 h). n kehakaal 18. päeval, o kehakaalu muutus (-8. kuni 18. päev), p -mass 18. päeval, q kõhna massi muutus (-8. ja rasvamassi muutus (-8 kuni 18 päeva). Korduvate meetmete statistilist olulisust testiti Oneway-ANOVA-ga, millele järgnes Tukey mitmekordse võrdlustesti. *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.Andmed on esitatud keskmise + standardveana, tumeda faasi (18: 00-06: 00 h) tähistavad hallid kastid. Histogrammide punktid tähistavad üksikuid hiirid. Keskmised väärtused arvutati kogu eksperimentaalperioodi jooksul (0–108 tundi). n = 7.
Hiirtele sobitati algtasemel kehakaalu, kõhna massi ja rasvamassiga (joonised 4a - c) ning neid hoiti 22, 25, 27,5 ja 30 ° C juures nagu normaalkaalus hiirtega uuringutes. . Hiirte rühmade võrdlemisel näitas EE ja temperatuuri vaheline seos sama hiirte temperatuuriga sarnast lineaarset seost. Seega tarbisid hiired temperatuuril 22 ° C umbes 30% rohkem energiat kui temperatuuril 30 ° C (joonis 4D, E). Loomade mõju uurimisel ei mõjutanud temperatuur alati RER -i (joonis 4F, G). Temperatuur ei mõjutanud toidu tarbimist, vee tarbimist ja aktiivsust (joonised 4H - M). Pärast 33 -päevast kasvatamist oli hiirtel temperatuuril 30 ° C oluliselt kõrgem kui hiirtel temperatuuril 22 ° C (joonis 4N). Võrreldes vastavate lähtepunktidega oli 30 ° C juures kasvatatud hiirtel oluliselt kõrgem kehakaalu kui temperatuuril 22 ° C kasvatatud hiirtel (keskmine ± standardviga: joonis 4O). Suhteliselt suurem kaalutõus oli tingitud rasvamassi suurenemisest (joonis 4P, Q), mitte aga kõhna massi suurenemisest (joonis 4R, s). Kooskõlas madalama EE väärtusega temperatuuril 30 ° C vähenes mitme BAT -i geeni ekspressioon, mis suurendas BAT -i funktsiooni/aktiivsust temperatuuril 30 ° C võrreldes 22 ° C -ga: ADRA1A, ADRB3 ja PRDM16. Muud võtmegeenid, mis suurendavad ka BAT -i funktsiooni/aktiivsust, ei mõjutanud: SEMA3A (neuriitide kasvu reguleerimine), TFAM (mitokondriaalne biogenees), ADRB1, ADRA2A, PCK1 (glükoneogenees) ja CPT1A. Üllataval kombel ei vähenenud UCP1 ja VEGF-A, mis oli seotud suurenenud termogeense aktiivsusega, 30 ° C rühmas. Tegelikult olid UCP1 tase kolmel hiirtel kõrgemad kui 22 ° C rühmas ning VEGF-A ja ADRB2 olid märkimisväärselt suurenenud. Võrreldes 22 ° C rühmaga, ei näidanud hiired temperatuuril 25 ° C ja 27,5 ° C ei ilmnenud muutust (lisajoonis 1).
- Kehakaal (A), kõhna mass (B) ja rasvamass (C) 9 päeva pärast (üks päev enne üleviimist soolesüsteemi). D Energiatarbimine (EE, KCAL/H). e keskmine energiatarbimine (0–96 tundi) erinevatel temperatuuridel (KCAL/24 tundi). F hingamisteede vahetuse suhe (RER, VCO2/VO2). G keskmine rer (VCO2/VO2). h Toidu tarbimine (G). Pean silmas toidu tarbimist (G/24 tundi). J kogu veetarbimine (ML). k Keskmine veetarbimine (ml/24 h). l kumulatiivne aktiivsuse tase (M). m Keskmine aktiivsuse tase (m/24 h). n Kehakaal 23. päeval (g), o Kehakaalu muutus, p kõhnamass, q lahja massi (g) muutus 23. päeval võrreldes 9. päeval, rasvamassi muutus (G) 23 -päevasel, rasvasel rasvasel Mass (g) võrreldes 8. päevaga, 23. päevaga võrreldes -8. päevaga. Korduvate meetmete statistilist olulisust testiti Oneway-ANOVA-ga, millele järgnes Tukey mitmekordse võrdlustesti. *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.Andmed on esitatud keskmise + standardveana, tumeda faasi (18: 00-06: 00 h) tähistavad hallid kastid. Histogrammide punktid tähistavad üksikuid hiirid. Keskmised väärtused arvutati kogu eksperimentaalperioodi jooksul (0–96 tundi). n = 7.
Nagu inimesed, loovad hiired sageli mikrokeskkonnaid, et vähendada keskkonna soojuskadu. Selle keskkonna olulisuse kvantifitseerimiseks EE jaoks hindasime EE -d 22, 25, 27,5 ja 30 ° C juures, koos nahakaitsjate ja pesamaterjaliga või ilma. 22 ° C juures vähendab standardsete nahade lisamine EE -d umbes 4%. Järgnev pesitsemismaterjali lisamine vähendas EE 3–4% (joonis 5A, B). Majade või nahkade + voodipesu lisamisega ei täheldatud olulisi muutusi RER -is, toidu tarbimises, vee tarbimises ega aktiivsuse taset (joonis 5i - P). Naha- ja pesitsemismaterjali lisamine vähendas ka EE -d temperatuuril 25 ja 30 ° C, kuid vastused olid kvantitatiivselt väiksemad. 27,5 ° C juures erinevusi ei täheldatud. Nimelt vähenes EE nendes katsetes temperatuuri tõusuga, antud juhul umbes 57% madalam kui EE temperatuuril 30 ° C, võrreldes 22 ° C -ga (joonis 5C - H). Sama analüüs viidi läbi ainult valguse faasi jaoks, kus EE oli metaboolse basaalkiirusele lähemal, kuna sel juhul puhkasid hiired enamasti nahas, mille tulemuseks oli võrreldavad efekti suurused erinevatel temperatuuridel (täiendav joonis 2A - H) .
Andmed varjupaigast ja pesitsemismaterjalist (tumesinine), kodust, kuid pesitsemismaterjali (helesinine) ning kodu- ja pesamaterjali (oranž) kohta. Energiatarbimine (EE, KCAL/H) tubade A, C, E ja G korral 22, 25, 27,5 ja 30 ° C, B, D, F ja H tähendab EE (kcal/h). IP -andmed hiirte kohta, mis on majutatud temperatuuril 22 ° C: I hingamissagedus (RER, VCO2/VO2), J keskmine RER (VCO2/VO2), K kumulatiivne toidu tarbimine (G), L Keskmine toidu tarbimine (G/24 h), M Vee kogu tarbimine (ML), N keskmine vee tarbimine AUC (ML/24H), O kogu aktiivsus (M), P keskmine aktiivsuse tase (m/24H). Andmed on esitatud keskmise + standardveana, tumeda faasi (18: 00-06: 00 h) tähistavad hallid kastid. Histogrammide punktid tähistavad üksikuid hiirid. Korduvate meetmete statistilist olulisust testiti Oneway-ANOVA-ga, millele järgnes Tukey mitmekordse võrdlustesti. *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.Keskmised väärtused arvutati kogu eksperimentaalperioodi jooksul (0–72 tundi). n = 7.
Normaalkaalu hiirtel (2-3 tundi paastumist) ei põhjustanud erineva temperatuuriga kasvatamine olulisi erinevusi TG, 3-HB, kolesterooli, ALAT ja AST plasmakontsentratsioonides, vaid HDL-i temperatuuri funktsioonina. Joonis 6A-E). Leptiini, insuliini, C-peptiidi ja glükagooni tühja kõhu plasmakontsentratsioonid ei erinenud rühmade vahel (joonised 6G-J). Glükoositaluvuse testi päeval (pärast 31 päeva erinevatel temperatuuridel) oli vere glükoositase (5-6 tundi paastu) algtasemel umbes 6,5 mm, rühmade vahel polnud erinevust. Suukaudse glükoosisisalduse manustamine suurendas vere glükoosisisalduse kontsentratsiooni kõigis rühmades märkimisväärselt, kuid nii kõverate (IAUC) (15–120 minutit) maksimaalne kontsentratsioon kui ka inkrementaalne pindala oli madalam hiirte rühmas, mis oli majutatud 30 ° C juures: individuaalsed ajapunktid: P <0,05 - p <0,0001, joonis 6K, l) võrreldes hiirtega, mis asusid 22, 25 ja 27,5 ° C juures (mis ei erinenud üksteise vahel). Suukaudse glükoosisisalduse manustamine suurendas vere glükoosisisalduse kontsentratsiooni kõigis rühmades märkimisväärselt, kuid nii kõverate (IAUC) (15–120 minutit) maksimaalne kontsentratsioon kui ka inkrementaalne pindala oli madalam hiirte rühmas, mis oli majutatud 30 ° C juures: individuaalsed ajapunktid: P <0,05 - p <0,0001, joonis 6K, L) võrreldes hiirtega, mis asusid 22, 25 ja 27,5 ° C (mis üksteise vahel ei erinenud). Пероральное введение глюкозы значительно повышало концентрацию глюкозы в крови во всех группах, но как пиковая концентрация, т т и и иощад приращения под криыи (iauc) (15–120 мин) ыи ниже в г г chуи ышр ср ср ср ср ср ср ср ср ср срщ ср ср с c (отделные временные точе точи: p <0,05–p <0 0001, рис. разичалис меж собой). Glükoosisisalduse suukaudne manustamine suurendas vere glükoosisisalduse kontsentratsiooni oluliselt kõigis rühmades, kuid nii kõverate (IAUC) (15–120 minutit) maksimaalne kontsentratsioon kui ka inkrementaalne pindala oli 30 ° C hiirte rühmas madalam (eraldi ajapunktid: P <0,05– P <0,0001, joonis 6K, l) võrreldes hiirtega, mida hoiti 22, 25 ja 27,5 ° C (mis ei erinenud üksteisest).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 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 彼此之间没有差异）） 相比。 相比。口服 葡萄糖 的 给 药 药 所有组 所有组 的 的 血糖 血糖 浓度 但 在.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 彼此之间没有差异） 相比。Glükoosi suukaudne manustamine suurendas oluliselt vere glükoosisisalduse kontsentratsiooni kõigis rühmades, kuid nii kõrguse kontsentratsioon kui ka pindala (IAUC) (15–120 minutit) olid 30 ° C-ga söödetud hiirte rühmas (kõik ajapunktid) madalamad.: P <0,05– p <0 0001, рис. : P <0,05 - p <0,0001, joon.6L, l) võrreldes hiirtega, mida hoitakse 22, 25 ja 27,5 ° C juures (üksteisest erinevust pole).
TG, 3-HB, kolesterooli, HDL, ALT, AST, FFA, glütserooli, leptiini, insuliini, C-peptiidi ja glükagooni plasmakontsentratsioonid on näidatud täiskasvanud isaste dio (Al) hiirtel pärast 33 päeva söötmist näidatud temperatuuril . Hiiri ei söödetud 2-3 tundi enne vereproovide võtmist. Erandiks oli suukaudne glükoositaluvuse test, mis viidi läbi kaks päeva enne uuringu lõppu hiirtel, paastudes 5-6 tundi ja hoiti sobival temperatuuril 31 päeva. Hiirtele esitati väljakutse 2 g/kg kehakaaluga. Kõvera andmete (L) all olev ala väljendatakse täiendavate andmetena (IAUC). Andmed on esitatud kui keskmine ± SEM. Punktid tähistavad üksikuid proove. *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.
Dio-hiirtel (paastunud ka 2-3 tundi) ei erinenud plasmakolesterooli, HDL, ALT, AST ja FFA kontsentratsioonid rühmade vahel. Nii TG kui ka glütserooli oli 30 ° C rühmas märkimisväärselt kõrgenenud võrreldes 22 ° C rühmaga (joonised 7A - H). Seevastu 3-GB oli umbes 25% madalam temperatuuril 30 ° C võrreldes 22 ° C-ga (joonis 7B). Seega, kuigi hiiridel, kes säilitati temperatuuril 22 ° C, oli üldine positiivne energiatasakaal, nagu soovitas kaalutõusu, viitavad TG, glütserooli ja 3-hb plasmakontsentratsiooni erinevused sellele, et hiired temperatuuril 22 ° C oli, kui proovivõtmine oli väiksem kui 22 ° juures 22 ° juures, kui 22 ° C. ° C. 30 ° C juures kasvatatud hiired olid suhteliselt energeetiliselt negatiivses olekus. Kooskõlas sellega olid ekstraheeritava glütserooli ja TG, kuid mitte glükogeeni ja kolesterooli maksa kontsentratsioonid 30 ° C rühmas kõrgemad (täiendav joonis 3A-D). Uurida, kas temperatuurist sõltuvad erinevused lipolüüsi osas (mõõdetuna plasma TG ja glütserooliga) on epididümaalses või kubemelises rasvas sisemiste muutuste tulemus, ekstraheerisime uuringu lõpus nendest kauplustest rasvkoe ja kvantifitseerisime vaba rasvhape EX EX EX EX EX EX EX EX Vivo. ja glütserooli vabastamine. Kõigis eksperimentaalsetes rühmades näitasid epididümaalsete ja incuinaalsete depoode rasvkoe proovid vähemalt glütserooli ja FFA tootmise suurenemist vastusena isoproterenooli stimuleerimisele (täiendav joonis 4A-D). Siiski ei leitud kesta temperatuuri mõju basaal- või isoproterenooli stimuleeritud lipolüüsile. Kooskõlas kõrgema kehakaalu ja rasvamassiga, oli plasma leptiini tase 30 ° C rühmas oluliselt kõrgem kui 22 ° C rühmas (joonis 7i). Vastupidi, insuliini ja C-peptiidi plasmatase ei erinenud temperatuurirühmade vahel (joonis 7K, K), kuid plasma glükagoon näitas sõltuvust temperatuurist, kuid sel juhul võrreldi sel juhul peaaegu 22 ° C vastasrühmas kaks korda võrrelda kuni 30 ° C. Alates. C -rühm (joonis 7L). FGF21 ei erinenud erinevate temperatuurirühmade vahel (joonis 7M). OGTT päeval oli vere glükoosisisaldus umbes 10 mm ega erinenud erinevatel temperatuuridel asuvate hiirte vahel (joonis 7N). Glükoosi suukaudne manustamine suurendas veresuhkru taset ja saavutas haripunkti kõigis rühmades kontsentratsioonis umbes 18 mM 15 minutit pärast annustamist. IAUC-is (15–120 minutit) ja kontsentratsioonides erinevatel ajahetkedel pärast annust ei olnud olulisi erinevusi (15, 30, 60, 90 ja 120 minutit) (joonis 7N, O).
TG, 3-HB, kolesterooli, HDL, ALT, AST, FFA, glütserooli, leptiini, insuliini, C-peptiidi, glükagooni ja FGF21 plasmakontsentratsioonid näidati täiskasvanud isastel dio (AO) hiirtel pärast 33 päeva pärast söötmist. määratud temperatuur. Hiiri ei söödetud 2-3 tundi enne vereproovide võtmist. Suukaudne glükoositaluvuse test oli erand, kuna see viidi läbi annuses 2 g/kg kehakaalu kaks päeva enne uuringu lõppu hiirtel, kes olid paastunud 5-6 tundi ja hoiti sobival temperatuuril 31 päeva. Kõvera andmete (O) all olev pindala on näidatud täiendavate andmetena (IAUC). Andmed on esitatud kui keskmine ± SEM. Punktid tähistavad üksikuid proove. *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.
Näriliste andmete ülekandmine inimestele on keeruline küsimus, millel on keskne roll vaatluste olulisuse tõlgendamisel füsioloogiliste ja farmakoloogiliste uuringute kontekstis. Majanduslikel põhjustel ja uurimistöö hõlbustamiseks hoitakse hiiri sageli toatemperatuuril alla nende termoneutraalse tsooni, mille tulemuseks on mitmesuguste kompenseerivate füsioloogiliste süsteemide aktiveerimine, mis suurendavad metaboolset kiirust ja kahjustavad tõlketavust9. Seega võib hiirte kokkupuude külmaga muuta hiired resistentseks dieedist põhjustatud rasvumise suhtes ja streptozototsiiniga ravitud rottidel hüperglükeemia vältida suurenenud insuliinist sõltuva glükoosi transpordi tõttu. Siiski pole selge, mil määral pikenes kokkupuude erinevate asjakohaste temperatuuridega (ruumist kuni termoutraalseni) mõjutab normaalkaalus hiirte (toidul) ja dio -hiirte (HFD -ga) ja metaboolsete parameetrite erinevat energiat homöostaasi, samuti ulatust millele nad suutsid tasakaalustada EE suurenemist toidu tarbimise suurenemisega. Selles artiklis esitatud uuringu eesmärk on tuua sellele teemale teatav selgus.
Näitame, et normaalkaalus täiskasvanud hiirtel ja isastel dio -hiirtel on EE vastupidiselt seotud toatemperatuuriga vahemikus 22–30 ° C. Seega oli EE temperatuuril 22 ° C umbes 30% kõrgem kui 30 ° C juures. Mõlemas hiiremudelis. Normaalraskuse hiirte ja dio -hiirte vahel on aga oluline erinevus see, et kuigi normaalkaalus hiired sobitasid EE madalamatel temperatuuridel, kohandades vastavalt toidu tarbimist, varieerus dio -hiirte toidu tarbimine erinevatel tasanditel. Uuringute temperatuurid olid sarnased. Ühe kuu pärast said Dio hiired temperatuuril 30 ° C rohkem kehakaalu ja rasvamassi kui hiired, mida hoiti temperatuuril 22 ° C, samas kui normaalsed inimesed hoidsid samal temperatuuril ja sama aja jooksul ei põhjustanud palavikku. sõltuv erinevus kehamassist. Kaaluhiired. Võrreldes temperatuuridega, mis asuvad termoutraalsesse või toatemperatuurile, põhjustas kasv toatemperatuuril DIO või normaalkaalus hiired kõrge rasvasisaldusega dieedil, kuid mitte normaalkaalus hiire dieedil, et saada suhteliselt vähem kaalu. keha. Toetavad muud uuringud17,18,19,20,21, kuid mitte All22,23.
Võimalus luua mikrokeskkond soojuskao vähendamiseks on hüpoteesiks, et viia termiline neutraalsus vasakpoolsesse 8, 12. Meie uuringus vähendasid nii pesitsemismaterjali lisamine kui ka varjamine EE, kuid ei põhjustanud termilist neutraalsust kuni 28 ° C. Seega ei toeta meie andmed seda, et ühe põlvega täiskasvanud hiirte termoneutraalsuse madal punkt koos keskkonnaga rikastatud majadega või ilma, peaks olema 26–28 ° C, nagu näidatud 8,12, kuid see toetab teisi uuringuid, mis näitavad termoneutraalsust. temperatuurid 30 ° C madala punktiga hiirtel, 10, 24 Tootmine aktiivsuse ja dieedist põhjustatud termogeneesi tagajärjel. Seega osutub valguse faasis termilise neutraalsuse alumine punkt ~ 29 ° с ja pimedas faasis ~ 33 ° с25.
Lõppkokkuvõttes määratakse ümbritseva temperatuuri ja kogu energiatarbimise vaheline seos soojuse hajumisega. Selles kontekstis on pindala ja mahu suhe termiline tundlikkuse oluline määraja, mõjutades nii soojuse hajumist (pindala pindala) kui ka soojuse genereerimist (maht). Lisaks pindalale määratakse soojusülekanne ka isolatsiooniga (soojusülekande kiirus). Inimestel võib rasvamass vähendada soojuskadu, luues keha kesta ümber isoleeriv tõkke, ja on tehtud ettepanek, et rasvamass on oluline ka hiirte soojusisolatsiooni jaoks, alandades termoneutraalset punkti ja vähendades temperatuuritundlikkust termilisele neutraalterivast punktist ( kõvera kalle). Ümbritsev temperatuur võrreldes EE -ga) 12. Meie uuring ei olnud mõeldud selle oletatava suhte otseseks hindamiseks, kuna keha koostise andmeid koguti 9 päeva enne energiakulude andmete kogumist ja kuna rasvamass polnud kogu uuringu vältel stabiilne. Kuna normaalkaalus ja dio-hiirtel on 30 ° C temperatuuril 30% madalam kui 22 ° C juures, hoolimata vähemalt 5-kordse rasvamassi erinevusest, ei toeta meie andmed seda, et rasvumine peaks pakkuma põhilist isolatsiooni. tegur, vähemalt mitte uuritud temperatuurivahemikus. See on kooskõlas teiste uuringutega, mis on paremini loodud selle 4,24 uurimiseks. Nendes uuringutes oli rasvumise isoleeriv toime väike, kuid leiti, et karusnahk annab 30-50% kogu soojusisolatsioonist4,24. Surnud hiirtel suurenes soojusjuhtivus kohe pärast surma umbes 450%, mis viitab sellele, et karusnaha isoleeriv toime on vajalik füsioloogiliste mehhanismide, sealhulgas vasokonstriktsiooni jaoks. Lisaks hiirte ja inimeste karusnaha liikide erinevustele võib hiirte rasvumise kehva isoleeriva mõju mõjutada ka järgmised kaalutlused: inimese rasvamassi isoleerfaktorit vahendab peamiselt subkutaanne rasvamass (paksus) 26,27. Tavaliselt närilistel vähem kui 20% kogu looma FAT28 -st. Lisaks ei pruugi kogu rasvamass olla isegi inimese soojusisolatsiooni suboptimaalne mõõdupuu, kuna on väidetud, et paranenud soojusisolatsiooni korvab rasvamassi suurenedes pinna pindala vältimatu tõus (ja seega suurenenud soojuskao). .
Normaalse kaalu hiirtel ei muutunud TG, 3-HB, kolesterooli, HDL, ALT ja AST tühja kõhuga plasmakontsentratsioon peaaegu 5 nädalat erinevatel temperatuuridel, ilmselt seetõttu, et hiired olid samas energiabilansis. olid sama raskuse ja keha koostisega kui uuringu lõpus. Kooskõlas rasvamassi sarnasusega ei olnud ka erinevusi plasma leptiini tasemes ega tühja kõhuga insuliini, c-peptiidi ja glükagooni osas. Dio hiirtest leiti rohkem signaale. Kuigi hiirtel temperatuuril 22 ° C ei olnud selles olekus ka üldist negatiivset energiatasakaalu (kui need kaalus juurde), olid uuringu lõpus suhteliselt rohkem energiapuudulikkust võrreldes temperatuuril 30 ° C kasvatatud hiirtega, näiteks tingimustel nagu Kõrged ketoonid. keha tootmine (3-GB) ja glütserooli ja TG kontsentratsiooni langus plasmas. Kuid temperatuurist sõltuvad erinevused lipolüüsis ei näi olevat epididümaalse või kubemeva rasva sisemiste muutuste tagajärg, näiteks muutused adipohormoonile reageeriva lipaasi ekspressioonis, kuna nendest temperatuurist eraldatud FFA ja glütserooli temperatuurist vabastatud FFA ja glütseroolil on temperatuurist vabastatud glütseroolil. Rühmad on üksteisega sarnased. Ehkki me ei uurinud praeguses uuringus sümpaatilist tooni, on teised leidnud, et see (südame löögisageduse ja keskmise arteriaalse rõhu põhjal) on hiirtel lineaarselt seotud ümbritseva õhu temperatuuriga ja on umbes 30 ° C juures umbes madalam kui 22 ° C juures 20% C Seega võivad temperatuurist sõltuvad erinevused sümpaatilises toonis mängida rolli meie uuringus lipolüüsis, kuid kuna sümpaatilise tooni suurenemine stimuleerib pigem lipolüüsi, kui pärsib lipolüüsi, võivad muud mehhanismid Negatiivselt kultiveeritud hiirte langust. Võimalik roll keharasva lagunemisel. Toatemperatuur. Lisaks on osa sümpaatilise tooni stimuleerivast toimest lipolüüsile kaudselt vahendatud insuliini sekretsiooni tugev pärssimine, tuues esile insuliini katkemise täiendamise mõju lipolüüsile, kuid meie uuringus olid tühja kõhuga plasma insuliin ja C-peptiidi sümpaatiline toon erinevatel temperatuuridel erinevatel temperatuuridel. ei piisa lipolüüsi muutmiseks. Selle asemel leidsime, et energiaseisundi erinevused olid tõenäoliselt nende dio -hiirte erinevuste peamiseks panustajaks. Põhimõttelised põhjused, mis viivad toidu tarbimise parema reguleerimiseni EE -ga normaalkaalus hiirtel, vajavad täiendavat uurimist. Üldiselt kontrollib toidu tarbimist homöostaatiliste ja hedooniliste näpunäidetega31,32,33. Ehkki arutletakse selle üle, milline kahest signaalist on kvantitatiivselt olulisem, on 31,32,33 hästi teada, et kõrge rasvasisaldusega toitude pikaajaline tarbimine põhjustab lõbusamaid söömiskäitumisi, mis pole mingil määral seotud homeostaas. . - reguleeritud toidu tarbimine34,35,36. Seetõttu võib 45% HFD -ga töödeldud dio -hiirte suurenenud hedooniline söötmiskäitumine olla üks põhjusi, miks need hiired ei tasakaalustanud toidu tarbimist EE -ga. Huvitaval kombel täheldati temperatuuriga juhitavatel DIO hiirtel söögiisu ja vere glükoosisisaldusega hormoonide erinevusi, kuid mitte normaalse kaaluga hiirtel. DIO hiirtel suurenes temperatuuriga plasma leptiini tase ja temperatuuriga glükagooni tase vähenes temperatuuriga. See, mil määral temperatuur võib neid erinevusi otseselt mõjutada, väärib täiendavat uurimist, kuid leptiini puhul mängis hiirte temperatuuril 22 ° C suhteline negatiivne energiatasakaal ja seega madalama rasvamassi korral olulist rolli, kuna rasvamass ja plasma leptiin on väga korrelatsioonis37. Glükagooni signaali tõlgendamine on aga rohkem mõistatuslik. Nagu insuliini puhul, pärssis glükagooni sekretsiooni tugevalt sümpaatilise tooni suurenemine, kuid ennustati, et kõrgeim sümpaatiline toon oli rühmas 22 ° C, millel oli kõrgeim glükagooni plasmakontsentratsioon. Insuliin on veel üks tugev plasma glükagooni regulaator ning insuliiniresistentsus ja II tüüpi diabeet on tugevalt seotud paastumise ja söögijärgse hüperglucagonemia 38,39. Kuid meie uuringus olevad DIO -hiired olid ka insuliini tundetud, nii et see ei saanud ka glükagooni signaaliülekande suurenemise peamine tegur 22 ° C rühmas. Maksarasvasisaldus on positiivselt seotud ka plasma glükagooni kontsentratsiooni suurenemisega, mille mehhanismid võivad omakorda hõlmata maksa glükagooniresistentsust, vähenenud uurea tootmist, suurenenud ringlevat aminohapete kontsentratsiooni ja suurenenud aminohapete stimuleeritud glükagooni sekretsiooni 40,41, 42. Kuna glütserooli ja TG ekstraheeritavad kontsentratsioonid ei erinenud meie uuringus temperatuurirühmade vahel, ei saanud see olla ka potentsiaalne tegur plasmakontsentratsiooni suurenemisel 22 ° C rühmas. Triiodotüroniin (T3) mängib kriitilist rolli metaboolse kiiruse ja metaboolse kaitse algatamisel hüpotermia vastu43,44. Seega, plasma T3 kontsentratsioon, mis võib -olla kontrollitakse tsentraalselt vahendatud mehhanismidega, suureneb nii hiirtel kui ka inimestel 45,46 vähem kui termoneutraalsetes tingimustes47, ehkki inimeste suurenemine on väiksem, mis on hiirtele rohkem eelsoodumuses. See on kooskõlas keskkonna soojuskadumisega. Me ei mõõtnud käesolevas uuringus plasma T3 kontsentratsioone, kuid kontsentratsioonid võisid olla madalamad 30 ° C rühmas, mis võib selgitada selle rühma mõju plasma glükagooni tasemele, nagu meie (värskendatud joonis 5A) ja teised on näidanud, et oleme näidanud, et T3 suurendab plasma glükagooni annusest sõltuval viisil. On teatatud, et kilpnäärmehormoonid kutsuvad esile FGF21 ekspressiooni maksas. Nagu glükagoon, suurenesid ka plasma FGF21 kontsentratsioonid plasma T3 kontsentratsiooniga (lisajoonised joonis 5B ja viide 48), kuid võrreldes glükagooniga ei mõjutanud temperatuur meie uuringus FGF21 plasmakontsentratsiooni. Selle lahknevuse põhjused nõuavad täiendavat uurimist, kuid T3-juhitud FGF21 induktsioon peaks toimuma T3 kokkupuute kõrgemal tasemel, võrreldes täheldatud T3-juhitud glükagooni vastusega (täiendav joonis 5B).
On näidatud, et HFD on tugevalt seotud glükoositaluvuse ja insuliiniresistentsusega (markerid) hiirtel, kes on kasvatatud temperatuuril 22 ° C. Kuid HFD ei seostatud ei halvenenud glükoositaluvuse ega insuliiniresistentsusega, kui seda kasvatati termoneutraalses keskkonnas (siin määratletud kui 28 ° C) 19. Meie uuringus ei korratud seda suhet DIO hiirtel, kuid normaalkaalus hiired, keda hoiti temperatuuril 30 ° C, parandas märkimisväärselt glükoositaluvust. Selle erinevuse põhjus nõuab täiendavat uurimist, kuid seda võib mõjutada asjaolu, et meie uuringus sisalduvad dio-hiired olid insuliiniresistentsed, kõhuga plasma C-peptiidi kontsentratsioonid ja insuliini kontsentratsioonid 12-20 korda kõrgemad kui normaalkaalus hiirtel. ja veres tühja kõhuga. Glükoosikontsentratsioonid umbes 10 mm (normaalse kehakaalu korral umbes 6 mm), mis näib jättes väikese akna termoneutraalsete tingimustega kokkupuute võimalike kasulike mõjude jaoks glükoositaluvuse parandamiseks. Võimalik segane tegur on see, et praktilistel põhjustel viiakse OGTT läbi toatemperatuuril. Seega kogesid kõrgematel temperatuuridel asuvad hiired kergelt külma šoki, mis võib mõjutada glükoosi imendumist/kliirensi. Sarnase tühja kõhuga glükoosisisalduse kontsentratsiooni põhjal erinevates temperatuurirühmades ei pruugi ümbritseva temperatuuri muutused tulemusi märkimisväärselt mõjutada.
Nagu varem mainitud, on hiljuti rõhutatud, et toatemperatuuri suurendamine võib nõrgendada mõningaid reaktsioone külma stressile, mis võib seada kahtluse alla hiire andmete ülekanitavuse inimestele. Siiski pole selge, mis on optimaalne temperatuur hiirte inimese füsioloogia jäljendamiseks. Vastust sellele küsimusele võib mõjutada ka uurimisvaldkond ja uuritav tulemusnäitaja. Selle näide on dieedi mõju maksa rasva kogunemisele, glükoositaluvusele ja insuliiniresistentsusele19. Energiakulude osas usuvad mõned teadlased, et termoneutraalsus on kasvatamise optimaalne temperatuur, kuna inimesed vajavad keha põhitemperatuuri säilitamiseks vähe lisaenergiat ja nad määratlevad täiskasvanud hiirte ühe ringi temperatuuri kui 30 ° C7,10. Teised teadlased usuvad, et inimestega võrreldav temperatuur kogeb tavaliselt täiskasvanud hiirid ühel põlvel 23-25 ° C, kuna nad leidsid, et termoneutraalsus on 26–28 ° C ja see põhineb inimestel, kes on madalamad umbes 3 ° C. Nende madalam kriitiline temperatuur, mis on siin määratletud kui 23 ° C, on pisut 8,12. Meie uuring on kooskõlas mitmete teiste uuringutega, mis väidavad, et termilist neutraalsust ei saavutata temperatuuril 26-28 ° C4, 7, 10, 11, 24, 25, mis näitab, et 23-25 ° C on liiga madal. Veel üks oluline tegur, mida hiirte toatemperatuuri ja termoneutraalsuse osas kaaluda, on ühe- või rühmakorpus. Kui hiired majutati pigem rühmadesse kui individuaalselt, nagu meie uuringus, vähenes temperatuuritundlikkus, võib -olla tingitud loomade tõrjumisest. Toatemperatuur oli aga kolme rühma kasutamisel endiselt LTL -ist. Võib -olla kõige olulisem liikidevaheline erinevus selles osas on BAT -i aktiivsuse kvantitatiivne tähtsus kaitsena hüpotermia vastu. Seega, kuigi hiired kompenseerisid suures osas nende kõrgema kalorite kadu, suurendades BAT -i aktiivsust, mis on ainuüksi 5 ° C juures üle 60% EE, oli 51,52 inimese nahkhiire aktiivsuse panus EE -s oluliselt kõrgem, palju väiksem. Seetõttu võib BAT -aktiivsuse vähendamine olla oluline viis inimese translatsiooni suurendamiseks. BAT aktiivsuse reguleerimine on keeruline, kuid seda vahendab sageli adrenergilise stimulatsiooni, kilpnäärme hormoonide ja UCP114,54,55,56,57 ekspressiooni kombineeritud mõju. Meie andmed näitavad, et temperatuur tuleb tõsta üle 27,5 ° C, võrreldes hiirtega temperatuuril 22 ° C, et tuvastada funktsiooni/aktiveerimise eest vastutavate BAT -geenide ekspressiooni erinevused. Erinevused, mis leiti rühmade vahel 30–22 ° C, ei näidanud BAT aktiivsuse suurenemist 22 ° C rühmas, kuna UCP1, ADRB2 ja VEGF-A oli 22 ° C rühmas alareguleeritud. Nende ootamatute tulemuste algpõhjus tuleb veel kindlaks teha. Üks võimalus on see, et nende suurenenud ekspressioon ei pruugi kajastada signaali kõrgendatud toatemperatuurist, vaid pigem äge mõju, mis liigutab neid 30 ° C-ni 22 ° C-ni eemaldamise päeval (hiired kogesid seda 5-10 minutit enne õhkutõusmist) . ).
Meie uuringu üldine piirang on see, et uurisime ainult meessoost hiiri. Muud uuringud näitavad, et sugu võib olla oluline kaalutlus meie esmastes näidustustes, kuna ühe põlvega emased hiired on kõrgema soojusjuhtivuse ja tihedamalt kontrollitud südamiku temperatuuride säilitamise tõttu temperatuuritundlikud. Lisaks näitasid emased hiired (HFD -l) energiatarbimise suuremat seost EE -ga temperatuuril 30 ° C, võrreldes isaste hiirtega, kes tarbivad rohkem samasooliste hiiri (sel juhul 20 ° C) 20. Seega on naissoost hiirtel subtermonetraalne mõju suurem, kuid sellel on sama muster kui isastel hiirtel. Oma uuringus keskendusime ühe põlve meessoost hiirtele, kuna need on tingimused, milles enamik EE-d uurivad metaboolsed uuringud. Veel üks meie uuringu piirang oli see, et hiired olid kogu uuringu vältel sama dieedi peal, mis välistas toatemperatuuri olulisuse metaboolse painduvuse jaoks (mõõdetuna RER -i muutuste abil erinevates makrotoitainete kompositsioonides toitumismuutuste osas). emastel ja isastel hiirtel hoiti temperatuuril 20 ° C võrreldes vastavate hiirtega, mida hoitakse temperatuuril 30 ° C.
Kokkuvõtteks näitab meie uuring, et nagu ka teistes uuringutes, on 1. ringi normaalkaalu hiired termoneutraalsed üle ennustatud 27,5 ° C. Lisaks näitab meie uuring, et rasvumine ei ole normaalse kaalu või DIO -ga hiirte peamine isoleeriv tegur, mille tulemuseks on sarnane temperatuur: EE suhted DIO -s ja normaalkaalus hiirtel. Kui normaalkaalu hiirte toidu tarbimine oli kooskõlas EE -ga ja säilitas seega stabiilse kehakaalu kogu temperatuurivahemikus, oli dio -hiirte toidu tarbimine erinevatel temperatuuridel sama, mille tulemuseks oli suurem hiirte suhe 30 ° C juures . 22 ° C juures sai rohkem kehakaalu. Üldiselt on süstemaatilised uuringud, milles uuritakse termoneutraalse temperatuuri allpool elamise võimalikku tähtsust, kuna hiire ja inimese uuringute vahel on sageli täheldatud kehva talutavuse tõttu. Näiteks rasvumise uuringutes võib üldiselt kehvema tõlketavuse osaline seletus olla tingitud asjaolust, et hiire kaalulanguse uuringud viiakse tavaliselt läbi mõõdukalt külmade stressidega loomadel, keda hoitakse toatemperatuuril nende suurenenud EE tõttu. Liialdatud kaalukaotus võrreldes inimese eeldatava kehakaaluga, eriti kui toimemehhanism sõltub EE suurenemisest, suurendades BAP -i aktiivsust, mis on aktiivsem ja aktiveeritud toatemperatuuril kui 30 ° C juures.
Kooskõlas Taani loomade eksperimentaalõigusega (1987) ja riiklike tervishoiuinstituutide (väljaanne nr 85–23) ja Euroopa konventsiooniga selgroogsete kaitse- ja muudel teaduslikel eesmärkidel (Euroopa nõukogu nr 123, Strasbourg, Strasbourg , 1985).
Kakskümmend nädala vanused isased C57BL/6J hiired saadi Prantsusmaal Janvier Saint Berthevin Cedexist ja neile anti AD libitum Standard Chow (Altromin 1324) ja vesi (~ 22 ° C) pärast 12:12-tunnist valgust: pimedatsüklit. Toatemperatuur. Isased dio -hiired (20 nädalat) saadi samalt tarnijalt ja neile anti juurdepääs 45% -lise kõrge rasvasisaldusega dieedile (kass. Nr D12451, Research Diet Inc., NJ, USA) ja vees kasvamistingimustes. Hiired kohandati keskkonda nädal enne uuringu algust. Kaks päeva enne kaudsesse kalorimeetriasüsteemi ülekandmist kaaluti hiiri, allutati MRI skaneerimisele (Echomritm, TX, USA) ja jagati neljaks rühmaks, mis vastab kehakaalule, rasvale ja normaalsele kehakaalule.
Uuringu kujunduse graafiline diagramm on näidatud joonisel 8. Hiired viidi SABLE Systems Internationals (Nevada, USA) suletud ja temperatuuri kontrollitud kaudsesse kalorimeetriasüsteemi, mis sisaldasid toidu- ja veekvaliteedi monitoreid ning prometion BZ1 kaadrit, mis registreeriti, mis registreeriti aktiivsuse tase mõõtes tala purunemist. Xyz. Hiired (n = 8) majutati individuaalselt 22, 25, 27,5 või 30 ° C abil, kasutades voodipesu, kuid ilma peavarju ja pesitsemismaterjali 12: 12-tunnisel valguses: pimedatsükkel (valgus: 06: 00–18:00) . 2500ml/min. Hiired aklimatiseeriti 7 päeva enne registreerimist. Salvestusi koguti neli päeva järjest. Seejärel hoiti hiiri vastavatel temperatuuridel vahemikus 25, 27,5 ja 30 ° C veel 12 päeva jooksul, pärast mida lisati raku kontsentraadid allpool kirjeldatud viisil. Vahepeal hoiti hiirte rühmi 22 ° C juures sellel temperatuuril veel kaks päeva (uute lähteandmete kogumiseks) ja seejärel tõsteti temperatuuri valguse faasi alguses igal teisel päeval 2 ° C etappidena ( 06:00) Kuni jõudmiseni 30 ° Cni pärast seda langetati temperatuur 22 ° C -ni ja andmeid koguti veel kaheks päevaks. Pärast kahte täiendavat päeva registreerimist temperatuuril 22 ° C lisati kõigil rakkudele kõigil temperatuuridel nahad ja andmete kogumine algas teisel päeval (17. päev) ja kolm päeva. Pärast seda (20. päev) lisati valgustsükli alguses kõigile lahtritele pesitsemismaterjal (8-10 g) (06:00) ja andmed koguti veel kolmeks päevaks. Seega hoiti uuringu lõpus hiiri, mida hoiti temperatuuril 22 ° C, sellel temperatuuril 21/33 päeva ja viimase 8 päeva jooksul 22 ° C juures, samal ajal kui hiirtel muude temperatuuridega hoiti sellel temperatuuril 33 päeva. /33 päeva. Hiired toideti uuringuperioodil.
Normaalkaal ja dio -hiired järgisid samu uuringuprotseduure. Päeval -9 kaaluti hiired, skaneeriti MRI ja jagati rühmadesse, mis olid võrreldavad kehakaalu ja keha koostisega. Päeval -7 viidi hiired Sable Systems International (Nevada, USA) toodetud suletud temperatuuriga kaudsesse kaudsesse kalorimeetriasüsteemi. Hiired majutati individuaalselt voodipesuga, kuid ilma pesitsemise või varjupaikadeta. Temperatuur on seatud 22, 25, 27,5 või 30 ° C. Pärast ühe nädalat aklimatiseerumist (päevi -7 kuni 0, loomi ei häiritud), koguti andmeid neljal järjestikusel päeval (päevad 0-4, andmed, mis on näidatud joonistel 1, 2, 5). Seejärel hoiti hiiri 25, 27,5 ja 30 ° C juures püsivates tingimustes kuni 17. päevani. Samal ajal suurenes temperatuur 22 ° C rühmas igal teisel päeval intervalliga 2 ° C, reguleerides temperatuuritsüklit (06:00 h) valguse kokkupuute alguses (andmed on toodud joonisel 1) . 15. päeval koguti temperatuur temperatuurini 22 ° C ja kaks päeva andmeid, et saada lähteandmeid järgnevate töötluste jaoks. Kõigile hiirtele lisati nahad 17. päeval ja pesamaterjal lisati 20. päeval (joonis 5). 23. päeval kaaluti hiired ja tehti MRT -skaneerimist ning jäeti seejärel üksi 24 tunniks. 24. päeval paastusid hiired fotoperioodi algusest (06:00) ja said OGTT (2 g/kg) kell 12:00 (6-7 tundi paastu). Seejärel saadeti hiired tagasi oma vastavatesse olukordadesse ja eutaniseeriti teisel päeval (25. päev).
Dio -hiired (n = 8) järgisid sama protokolli kui normaalkaalus hiired (nagu eespool ja joonisel 8 kirjeldatud). Hiired säilitasid kogu energiakulude eksperimendi jooksul 45% HFD.
VO2 ja VCO2, samuti veeauru rõhk, registreeriti sagedusel 1 Hz raku ajakonstandiga 2,5 minutit. Toidu- ja veetarbimist koguti toidu- ja veepauside raskuse pideva registreerimisega (1 Hz). Kasutatud kvaliteedimonitor teatas eraldusvõimest 0,002 g. Aktiivsuse tase registreeriti 3D XYZ talamassiivi monitori abil, andmed koguti sisemise eraldusvõimega 240 Hz ja teatati iga sekundiga, et kvantifitseerida kogu läbitud vahemaa (M) efektiivse ruumilise eraldusvõimega 0,25 cm. Andmeid töödeldi Sable Systems Macro tõlgiga V.2.41, arvutades EE ja ReR -i ja filtreerides väljapoole kõrvalekaldeid (nt valesöögi sündmused). Makrotõlk on konfigureeritud kõigi parameetrite andmeid iga viie minuti tagant.
Lisaks EE reguleerimisele võib ümbritseva õhu temperatuur reguleerida ka metabolismi muid aspekte, sealhulgas söögijärgse glükoosi metabolismi, reguleerides glükoosmetaboliseerivate hormoonide sekretsiooni. Selle hüpoteesi testimiseks viisime lõpuks läbi kehatemperatuuri uuringu, provotseerides normaalkaalus hiirid dio suukaudse glükoosikoormusega (2 g/kg). Meetodeid kirjeldatakse üksikasjalikult lisamaterjalides.
Uuringu lõpus (25. päev) tühjati hiired 2-3 tundi (alates kell 06:00), tuimastati isofluraaniga ja veritseti täielikult retroorbitaalse veenipunktuuriga. Plasma lipiidide ja hormoonide ja lipiidide kvantifitseerimist on kirjeldatud lisamaterjalides.
Uurimiseks, kas kesta temperatuur põhjustab lipolüüsi mõjutavas rasvkoes sisemisi muutusi, lõigati innukas ja epididümaalne rasvkude pärast verejooksu viimast etappi otse hiirtest välja. Kudesid töödeldi, kasutades äsja välja töötatud ex vivo lipolüüsi testi, mida on kirjeldatud lisameetodites.
Uuringu lõpupäeval koguti pruuni rasvkude (BAT) ja töödeldi vastavalt täiendavatele meetoditele.
Andmed on esitatud kui keskmine ± SEM. Graafikud loodi Graphpad Prism 9 -s (La Jolla, CA) ja graafikat redigeeriti Adobe Illustratoris (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA). Statistilist olulisust hinnati GraphPad Prismis ja testiti paaris T-testi, korduvate meetmete abil ühesuunalise/kahesuunalise ANOVA abil, millele järgnes Tukey mitmete võrdluste test või paarimata ühesuunaline ANOVA, millele järgneb vajadusel Tukey mitmete võrdluste test. Gaussi andmete jaotus kinnitati enne testimist D'Agostino-Pearsoni normaalsuse testi abil. Valimi suurus on näidatud jaotise „Tulemuste” ja legendi vastavas osas. Kordus on määratletud kui sama looma (in vivo või koeproovi) võetud mõõtmine. Andmete reprodutseeritavuse osas demonstreeriti neljas sõltumatus uuringus seost energiakulu ja juhtumite temperatuuri vahel, kasutades erinevaid hiiri, kellel on sarnane uuringukujundus.
Üksikasjalikud eksperimentaalsed protokollid, materjalid ja töötlemata andmed on saadaval juhtiva autori Rune E. Kuhre mõistliku taotluse korral. Selles uuringus ei tekitanud uusi ainulaadseid reagente, transgeenseid loomade/rakuliini ega andmeid.
Lisateavet uuringu kavandamise kohta leiate selle artikliga seotud loodusuuringute aruandest.
Kõik andmed moodustavad graafiku. 1-7 deponeeriti teadusandmebaasi hoidlasse, liitumisnumber: 1253.11.SciedB.02284 või https://doi.org/10.57760/sciencedB.02284. ESM -is näidatud andmed võidakse pärast mõistlikku testimist saata Rune E Kuhre'ile.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Laboratoorsed loomad kui inimese rasvumise asendusmudelid. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Laboratoorsed loomad kui inimese rasvumise asendusmudelid.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen Mo. ja Tang-Christensen M. Laboriloomad kui inimese rasvumise asendusmudelitena. 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. Eksperimentaalsed loomad kui inimestele asendusmudel.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen Mo. ja Tang-Christensen M. Laboriloomad kui inimeste rasvumise mudelitena.ACTA farmakoloogia. Kuritegevus 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA uue MIE konstandi arvutamine ja põletuse suuruse eksperimentaalne määramine. Burns 22, 607–611 (1996).
Gordon, SJ hiire termoregulatoorne süsteem: selle mõju biomeditsiiniliste andmete ülekandmisele inimestele. Füsioloogia. Käitumine. 179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Rasvumise isoleerivat mõju puudub. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Rasvumise isoleerivat mõju puudub.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B. ja Nedergaard J. Rasvumise eraldamise mõju pole. 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. ж жирение не не имееkäsoon изолирющего ээего эеекта. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Rasvumisel puudub isoleeriv toime.Jah. J. Füsioloogia. endokriinne. Ainevahetus. 311, E202 - E213 (2016).
Lee, P. jt. Temperatuuriga kohandatud pruun rasvkude moduleerib insuliinitundlikkust. Diabetes 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ jt. Madalam kriitiline temperatuur ja külma põhjustatud termogenees olid pöördvõrdeliselt seotud kehakaalu ja metaboolse kiirusega kõhnatel ja ülekaalulistel inimestel. J. soojalt. Bioloogia. 69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Hiirte optimaalsed temperatuurid, et jäljendada inimeste termiline keskkond: eksperimentaalne uuring. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Hiirte optimaalsed temperatuurid, et jäljendada inimeste termiline keskkond: eksperimentaalne uuring.Fischer, AW, Cannon, B. ja Nedergaard, J. Hiiride optimaalsed temperatuurid inimese termilise keskkonna jäljendamiseks: eksperimentaalne uuring. 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。 一项实验研究。 Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. ja Nedergaard J. Inimese termilise keskkonna simuleeriva hiirte optimaalne elamutemperatuur: eksperimentaalne uuring.Moore. Ainevahetus. 7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Milline on parim eluasemetemperatuur hiirekatsete tõlkimiseks inimestele? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Milline on parim eluasemetemperatuur hiirekatsete tõlkimiseks inimestele?Keyer J, Lee M ja Speakman Jr Mis on parim toatemperatuur hiirekatsete ülekandmiseks inimestele? 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 ja Speakman Jr Milline on optimaalne kesta temperatuur hiirekatsete ülekandmiseks inimestele?Moore. Ainevahetus. 25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ ja MacDougald, OA hiired kui inimese füsioloogia eksperimentaalsed mudelid: kui mitu kraadi korpuse temperatuuril on oluline. Seeley, RJ ja MacDougald, OA hiired kui inimese füsioloogia eksperimentaalsed mudelid: kui mitu kraadi korpuse temperatuuril on oluline. Seeley, rj & macdougald, oa ыши как как эеериментале модели д д фиоогогеловека: ко оа на неололололо оо оо оо юоо оо юо що що щоа що ща ща ща: значение. Seeley, RJ & MacDougald, OA hiired kui inimese füsioloogia eksperimentaalsed mudelid: kui mõni kraad eluruumis muudavad. Seeley, RJ ja 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 ja MacDougald, OA Ышыши seeley, rj & macdougald, oa как эак эеерименталная модел физиолиone человека: кога ка на ноолололо оо грр гр гр гр гр гр гр гы г. имеют значение. Seeley, RJ & MacDougald, OA hiired kui inimese füsioloogia eksperimentaalne mudel: kui on oluline mõni aste toatemperatuuril.Riiklik ainevahetus. 3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Vastus küsimusele "Milline on parim eluasemetemperatuur hiirekatsete tõlkimiseks inimestele?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Vastus küsimusele "Milline on parim eluasemetemperatuur hiirekatsete tõlkimiseks inimestele?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Vastus küsimusele "Milline on parim toatemperatuur hiirekatsete ülekandmiseks inimestele?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 问题的答案 问题的答案 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？ 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. ja Nedergaard J. Vastused küsimusele "Milline on optimaalne kesta temperatuur hiirekatsete ülekandmiseks inimestele?"Jah: termoneutraalne. Moore. Ainevahetus. 26, 1-3 (2019).
Postiaeg: 28. oktoober 201222
