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A maioria dos estudos metabólicos em camundongos é realizada à temperatura ambiente, embora nessas condições, diferentemente dos seres humanos, os ratos gastam muita energia que mantém a temperatura interna. Aqui, descrevemos o peso normal e a obesidade induzida pela dieta (DIO) em camundongos C57BL/6J alimentados com Chow ou uma dieta de 45% de alta gordura, respectivamente. Os ratos foram colocados por 33 dias em 22, 25, 27,5 e 30 ° C. Em um sistema de calorimetria indireta. Mostramos que o gasto de energia aumenta linearmente de 30 ° C a 22 ° C e é cerca de 30% maior a 22 ° C nos dois modelos de camundongos. Em camundongos normais, a ingestão de alimentos neutralizou EE. Por outro lado, os ratos DIO não diminuíram a ingestão de alimentos quando o EE diminuiu. Assim, no final do estudo, os ratos a 30 ° C apresentaram maior peso corporal, massa de gordura e glicerol plasmático e triglicerídeos do que camundongos a 22 ° C. O desequilíbrio em camundongos DIO pode ser devido ao aumento da dieta baseada em prazer.
O mouse é o modelo animal mais usado para o estudo da fisiologia e fisiopatologia humana e é frequentemente o animal padrão usado nos estágios iniciais da descoberta e desenvolvimento de medicamentos. No entanto, os ratos diferem dos seres humanos de várias maneiras fisiológicas importantes e, embora a escala alométrica possa ser usada até certo ponto para se traduzir em humanos, as enormes diferenças entre camundongos e seres humanos estão na termorregulação e na homeostase energética. Isso demonstra uma inconsistência fundamental. A massa corporal média de camundongos adultos é pelo menos mil vezes menor que a dos adultos (50 g vs. 50 kg), e a proporção de superfície / massa difere em cerca de 400 vezes devido à transformação geométrica não linear descrita por Mee . Equação 2. Como resultado, os ratos perdem significativamente mais calor em relação ao seu volume, portanto são mais sensíveis à temperatura, mais propensos a hipotermia e têm uma taxa metabólica basal média dez vezes maior que a dos seres humanos. Na temperatura ambiente padrão (~ 22 ° C), os ratos devem aumentar seu gasto total de energia (EE) em cerca de 30% para manter a temperatura corporal central. Em temperaturas mais baixas, o EE aumenta ainda mais em cerca de 50% e 100% a 15 e 7 ° C em comparação com o EE a 22 ° C. Assim, as condições padrão de moradia induzem uma resposta ao estresse a frio, o que pode comprometer a transferibilidade dos resultados dos camundongos para os seres humanos, pois os seres humanos que vivem nas sociedades modernas passam a maior parte do tempo em condições termoneutrais (porque nossa proporção de área inferior para o volume nos torna menos sensíveis a A temperatura, à medida que criamos uma zona termoneutra (TNZ) ao nosso redor. Com apenas 2–4 ° C7,8, de fato, esse aspecto importante recebeu considerável atenção nos últimos anos 4, 7,8,9,10,11,12 e foi sugerido que algumas “diferenças de espécies” podem ser mitigadas aumentando o aumento Temperatura da concha 9. No entanto, não há consenso na faixa de temperatura que constitui a termoneutralidade em camundongos. Assim, se a menor temperatura crítica na faixa termoneutra em camundongos de joelho está mais próximo de 25 ° C ou mais próximo de 30 ° C4, 7, 8, 10, 12 permanece controverso. EE e outros parâmetros metabólicos foram limitados a horas a dias, portanto, até que ponto a exposição prolongada a diferentes temperaturas pode afetar os parâmetros metabólicos, como o peso corporal, não é claro. Consumo, utilização do substrato, tolerância à glicose e concentrações plasmáticas de lipídios e glicose e hormônios reguladores do apetite. Além disso, são necessárias mais pesquisas para verificar até que ponto a dieta pode influenciar esses parâmetros (os ratos DIO em uma dieta rica em gordura podem ser mais orientados para uma dieta baseada em prazer (hedônica)). Para fornecer mais informações sobre esse tópico, examinamos o efeito da temperatura de criação nos parâmetros metabólicos mencionados acima em camundongos machos adultos com peso normal e camundongos obesos induzidos pela dieta (DIO) em uma dieta com 45% de gordura. Os ratos foram mantidos em 22, 25, 27,5 ou 30 ° C por pelo menos três semanas. As temperaturas abaixo de 22 ° C não foram estudadas porque a caixa de animais padrão raramente está abaixo da temperatura ambiente. Descobrimos que os ratos DIO de peso normal e círculo único responderam de maneira semelhante às alterações na temperatura do gabinete em termos de EE e independentemente da condição de gabinete (com ou sem abrigo/material de nidificação). No entanto, enquanto os ratos de peso normal ajustaram sua ingestão de alimentos de acordo com o EE, a ingestão de alimentos dos ratos DIO era amplamente independente da EE, resultando em camundongos ganhando mais peso. De acordo com dados de peso corporal, as concentrações plasmáticas de lipídios e corpos cetona mostraram que os ratos DIO a 30 ° C tinham um balanço energético mais positivo do que os ratos a 22 ° C. As razões subjacentes para diferenças no equilíbrio da ingestão de energia e EE entre o peso normal e os ratos DIO requerem estudos adicionais, mas podem estar relacionados a alterações fisiopatológicas nos ratos de Dio e ao efeito da dieta baseada em prazer como resultado de uma dieta obesa.
EE aumentou linearmente de 30 a 22 ° C e foi cerca de 30% maior a 22 ° C em comparação com 30 ° C (Fig. 1A, B). A taxa de câmbio respiratória (RER) era independente da temperatura (Fig. 1C, D). A ingestão de alimentos foi consistente com a dinâmica do EE e aumentou com a diminuição da temperatura (também ~ 30% maior a 22 ° C em comparação com 30 ° C (Fig. 1E, F). Ingestão de água. O volume e o nível de atividade não dependiam da temperatura (Fig. 1g).
Camundongos machos (C57BL/6J, 20 semanas de idade, habitação individual, n = 7) foram alojados em gaiolas metabólicas a 22 ° C por uma semana antes do início do estudo. Dois dias após a coleta de dados de fundo, a temperatura foi aumentada em incrementos de 2 ° C às 06:00 horas por dia (início da fase leve). Os dados são apresentados como média ± erro padrão da média, e a fase escura (18: 00-06: 00 h) é representada por uma caixa cinza. Um gasto energético (KCAL/H), B Despesas totais de energia em várias temperaturas (KCAL/24 h), C Taxa de câmbio respiratório (VCO2/VO2: 0,7-1,0), D Rer (O valor zero é definido como 0,7). E ingestão cumulativa de alimentos (G), F 24H ingestão total de alimentos, G 24h Ingestão total de água (ML), H 24H Ingestão total de água, I Nível de atividade cumulativa (M) e J Nível de atividade total (M/24h). ). Os ratos foram mantidos à temperatura indicada por 48 horas. Os dados mostrados para 24, 26, 28 e 30 ° C consultem as últimas 24 horas de cada ciclo. Os ratos permaneceram alimentados ao longo do estudo. A significância estatística foi testada por medições repetidas da ANOVA unidirecional seguida pelo teste de comparação múltipla de Tukey. Os asteriscos indicam significância para o valor inicial de 22 ° C, o sombreamento indica significância entre outros grupos, conforme indicado. *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 médios foram calculados para todo o período experimental (0-192 horas). n = 7.
Como no caso de camundongos de peso normal, o EE aumentou linearmente com a diminuição da temperatura e, nesse caso, o EE também foi cerca de 30% maior a 22 ° C em comparação com 30 ° C (Fig. 2A, B). O RER não mudou em temperaturas diferentes (Fig. 2C, D). Em contraste com os ratos de peso normal, a ingestão de alimentos não era consistente com o EE em função da temperatura ambiente. A ingestão de alimentos, a ingestão de água e o nível de atividade eram independentes da temperatura (Figs. 2E -J).
Os camundongos DIO masculinos (C57BL/6J, 20 semanas) foram alojados individualmente em gaiolas metabólicas a 22 ° C por uma semana antes do início do estudo. Os ratos podem usar 45% de HFD ad libitum. Após aclimatação por dois dias, os dados da linha de base foram coletados. Posteriormente, a temperatura foi aumentada em incrementos de 2 ° C a cada dois dias às 06:00 (início da fase leve). Os dados são apresentados como média ± erro padrão da média, e a fase escura (18: 00-06: 00 h) é representada por uma caixa cinza. Um gasto energético (KCAL/H), B Despesas totais de energia em várias temperaturas (KCAL/24 h), C Taxa de câmbio respiratório (VCO2/VO2: 0,7-1,0), D Rer (O valor zero é definido como 0,7). E ingestão cumulativa de alimentos (G), F 24H ingestão total de alimentos, G 24h Ingestão total de água (ML), H 24H Ingestão total de água, I Nível de atividade cumulativa (M) e J Nível de atividade total (M/24h). ). Os ratos foram mantidos à temperatura indicada por 48 horas. Os dados mostrados para 24, 26, 28 e 30 ° C consultem as últimas 24 horas de cada ciclo. Os ratos foram mantidos em 45% de HFD até o final do estudo. A significância estatística foi testada por medições repetidas da ANOVA unidirecional seguida pelo teste de comparação múltipla de Tukey. Os asteriscos indicam significância para o valor inicial de 22 ° C, o sombreamento indica significância entre outros grupos, conforme indicado. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001. *Р <0,05, *** <0,001, **** <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, *** <0,001, **** <0.0001. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001.Os valores médios foram calculados para todo o período experimental (0-192 horas). n = 7.
Em outra série de experimentos, examinamos o efeito da temperatura ambiente nos mesmos parâmetros, mas desta vez entre grupos de camundongos que eram constantemente mantidos em uma certa temperatura. Os ratos foram divididos em quatro grupos para minimizar as alterações estatísticas na média e no desvio padrão do peso corporal, gordura e peso corporal normal (Fig. 3A - C). Após 7 dias de aclimatação, 4,5 dias de EE foram registrados. O EE é significativamente afetado pela temperatura ambiente, tanto durante o dia quanto à noite (Fig. 3D), e aumenta linearmente à medida que a temperatura diminui de 27,5 ° C para 22 ° C (Fig. 3E). Comparado a outros grupos, o RER do grupo 25 ° C foi um pouco reduzido e não houve diferenças entre os grupos restantes (Fig. 3F, G). A ingestão de alimentos paralela ao padrão de EE aumentou em aproximadamente 30% a 22 ° C em comparação com 30 ° C (Fig. 3H, I). O consumo de água e os níveis de atividade não diferiram significativamente entre os grupos (Fig. 3J, K). A exposição a diferentes temperaturas por até 33 dias não levou a diferenças de peso corporal, massa magra e massa de gordura entre os grupos (Fig. 3N-S), mas resultou em uma diminuição na massa corporal magra de aproximadamente 15% em comparação com Pontuações autorreferidas (Fig. 3N-S). 3b, r, c)) e a massa de gordura aumentou mais de 2 vezes (de ~ 1 g para 2–3 g, Fig. 3C, T, C). Infelizmente, o gabinete de 30 ° C possui erros de calibração e não pode fornecer dados precisos de EE e RER.
- peso corporal (a), massa magra (b) e massa gorda (c) após 8 dias (um dia antes da transferência para o sistema de zibelina). D Consumo de energia (KCAL/H). e consumo médio de energia (0 a 108 horas) a várias temperaturas (KCAL/24 horas). F Taxa de troca respiratória (RER) (VCO2/VO2). g média RER (VCO2/VO2). h ingestão total de alimentos (G). Quero dizer ingestão de alimentos (g/24 horas). J Consumo total de água (ML). K Consumo médio de água (ml/24 h). l Nível de atividade cumulativa (M). M Nível médio de atividade (m/24 h). n Peso corporal no 18º dia, o Mudança no peso corporal (de -8 para o 18º dia), P massa magra no 18º dia, q Mudança na massa magra (de -8 para o 18º dia), R Massa gorda no dia 18 e mudança na massa gorda (de -8 a 18 dias). A significância estatística das medidas repetidas foi testada por Oneway-Anova, seguida pelo teste de comparação múltipla 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 dados são apresentados como médio + erro padrão da média, a fase escura (18: 00-06: 00 h) é representada por caixas cinza. Os pontos nos histogramas representam camundongos individuais. Os valores médios foram calculados para todo o período experimental (0-108 horas). n = 7.
Os camundongos foram pareados em peso corporal, massa magra e massa de gordura na linha de base (Figs. 4A - C) e mantidos em 22, 25, 27,5 e 30 ° C, como em estudos com camundongos normais de peso. . Ao comparar grupos de camundongos, a relação entre EE e temperatura mostrou uma relação linear semelhante com a temperatura ao longo do tempo nos mesmos camundongos. Assim, os ratos mantidos a 22 ° C consumiam cerca de 30% a mais de energia do que os ratos mantidos a 30 ° C (Fig. 4D, E). Ao estudar efeitos em animais, a temperatura nem sempre afetava o RER (Fig. 4F, G). A ingestão de alimentos, a ingestão de água e a atividade não foram significativamente afetados pela temperatura (Figs. 4H - M). Após 33 dias de criação, os ratos a 30 ° C tiveram um peso corporal significativamente maior que os camundongos a 22 ° C (Fig. 4N). Comparado aos seus respectivos pontos de linha de base, os camundongos criados a 30 ° C apresentaram pesos corporais significativamente mais altos do que os camundongos criados a 22 ° C (média ± erro padrão da média: Fig. 4O). O ganho de peso relativamente mais alto foi devido a um aumento na massa de gordura (Fig. 4p, q) em vez de um aumento na massa magra (Fig. 4R, S). Consistente com o menor valor de EE a 30 ° C, a expressão de vários genes de bat BAT que aumentam a função/atividade do BAT foi reduzida a 30 ° C em comparação com 22 ° C: ADRA1A, ADRB3 e PRDM16. Outros genes -chave que também aumentam a função/atividade do BAT não foram afetados: SEMA3A (regulação do crescimento de neurites), TFAM (biogênese mitocondrial), ADRB1, ADRA2A, PCK1 (gluconeogênese) e CPT1a. Surpreendentemente, UCP1 e VEGF-A, associados ao aumento da atividade termogênica, não diminuíram no grupo de 30 ° C. De fato, os níveis de UCP1 em três camundongos foram maiores que no grupo 22 ° C, e o VEGF-A e o ADRB2 foram significativamente elevados. Comparado ao grupo 22 ° C, os ratos mantidos a 25 ° C e 27,5 ° C não mostraram alterações (Figura 1 suplementar 1).
- peso corporal (a), massa magra (b) e massa gorda (c) após 9 dias (um dia antes da transferência para o sistema de zibelina). D Consumo de energia (EE, KCAL/H). e consumo médio de energia (0 a 96 horas) a várias temperaturas (KCAL/24 horas). F Taxa de troca respiratória (RER, VCO2/VO2). g média RER (VCO2/VO2). h ingestão total de alimentos (G). Quero dizer ingestão de alimentos (g/24 horas). J Consumo total de água (ML). K Consumo médio de água (ml/24 h). l Nível de atividade cumulativa (M). M Nível médio de atividade (m/24 h). n Peso corporal no dia 23 (g), o Mudança no peso corporal, P massa magra, q Mudança na massa magra (g) no dia 23 em comparação com o dia 9, mudança na massa gorda (g) a 23 dias, gordura Massa (g) comparada ao dia 8, dia 23, comparado ao -8º dia. A significância estatística das medidas repetidas foi testada por Oneway-Anova, seguida pelo teste de comparação múltipla de Tukey. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001. *Р <0,05, *** <0,001, **** <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, *** <0,001, **** <0.0001. *P <0,05, *** p <0,001, **** p <0,0001.Os dados são apresentados como médio + erro padrão da média, a fase escura (18: 00-06: 00 h) é representada por caixas cinza. Os pontos nos histogramas representam camundongos individuais. Os valores médios foram calculados para todo o período experimental (0-96 horas). n = 7.
Como os seres humanos, os ratos geralmente criam microambientes para reduzir a perda de calor ao meio ambiente. Para quantificar a importância desse ambiente para EE, avaliamos o EE em 22, 25, 27,5 e 30 ° C, com ou sem guardas de couro e material de nidificação. A 22 ° C, a adição de peles padrão reduz o EE em cerca de 4%. A adição subsequente do material de nidificação reduziu o EE em 3-4% (Fig. 5a, b). Não foram observadas alterações significativas no RER, ingestão de alimentos, ingestão de água ou níveis de atividade com a adição de casas ou peles + roupa de cama (Figura 5I - P). A adição de pele e material de nidificação também reduziu significativamente o EE a 25 e 30 ° C, mas as respostas foram quantitativamente menores. A 27,5 ° C, nenhuma diferença foi observada. Notavelmente, nessas experiências, o EE diminuiu com o aumento da temperatura, neste caso cerca de 57% menor que o EE a 30 ° C em comparação com 22 ° C (Fig. 5C - H). A mesma análise foi realizada apenas para a fase leve, onde o EE estava mais próximo da taxa metabólica basal, pois neste caso os camundongos repousavam principalmente na pele, resultando em tamanhos de efeito comparáveis em diferentes temperaturas (Fig. 2A - H) .
Dados para camundongos do abrigo e material de nidificação (azul escuro), casa, mas sem material de nidificação (azul claro) e material de casa e ninho (laranja). Consumo de energia (EE, Kcal/H) para as salas A, C, E e G a 22, 25, 27,5 e 30 ° C, B, D, F e H significa EE (KCAL/H). Dados de IP para ratos alojados a 22 ° C: I Frega Respiratória (RER, VCO2/VO2), J Rer médio (VCO2/VO2), K ingestão cumulativa de alimentos (G), L Ingestão média de alimentos (G/24 h), M, M, M, M, M, M, M, M, M A ingestão total de água (ML), N AUC média de ingestão de água (ml/24h), o atividade total (m), p nível médio de atividade (m/24h). Os dados são apresentados como médio + erro padrão da média, a fase escura (18: 00-06: 00 h) é representada por caixas cinza. Os pontos nos histogramas representam camundongos individuais. A significância estatística das medidas repetidas foi testada por Oneway-Anova, seguida pelo teste de comparação múltipla de Tukey. *P <0,05, ** p <0,01. *P <0,05, ** p <0,01. *Р <0,05, ** <0,01. *P <0,05, ** p <0,01. *P <0,05 ， ** p <0,01。 *P <0,05 ， ** p <0,01。 *Р <0,05, ** <0,01. *P <0,05, ** p <0,01.Os valores médios foram calculados para todo o período experimental (0-72 horas). n = 7.
Em camundongos normais (2-3 horas de jejum), a criação em diferentes temperaturas não resultou em diferenças significativas nas concentrações plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, ALT e AST, mas HDL em função da temperatura. Figura 6A-E). As concentrações plasmáticas em jejum de leptina, insulina, peptídeo C e glucagon também não diferiram entre os grupos (Figuras 6g-J). No dia do teste de tolerância à glicose (após 31 dias em diferentes temperaturas), o nível basal de glicose no sangue (5-6 horas de jejum) foi de aproximadamente 6,5 mm, sem diferença entre os grupos. A administração de glicose oral aumentou significativamente as concentrações de glicose no sangue em todos os grupos, mas tanto a concentração de pico quanto a área incremental sob as curvas (IAUCs) (15-120 min) foram menores no grupo de camundongos alojados a 30 ° C (momentos individuais: P <0,05 - P <0,0001, Fig. 6k, L) em comparação com os camundongos abrigados a 22, 25 e 27,5 ° C (que não diferiram entre si). A administração de glicose oral aumentou significativamente as concentrações de glicose no sangue em todos os grupos, mas tanto a concentração de pico quanto a área incremental sob as curvas (IAUCs) (15-120 min) foram menores no grupo de camundongos alojados a 30 ° C (momentos individuais: P <0,05 - P <0,0001, Fig. 6K, L) em comparação com os camundongos abrigados a 22, 25 e 27,5 ° C (que não diferiram entre si). Еро sentido г гееденитзы геееее ês г гю гееееделеноышышалазыgua ко к к к к к к к к land к к landS к к к к landS к к к к к к к к к landS к пntas. (отеелные врееные точчи: p <0,05 - p <0.0001, р. 6k, l) по сравненitivamente с и и 27, ыш 27, ыш 27, ыш 27, ыш 27, ыш 27, ыш 27, ыш и 27 и 27 с land с и и и land п 27 и и 27 22 и 27 и 27. раззчачалferir меж собой). A administração oral de glicose aumentou significativamente as concentrações de glicose no sangue em todos os grupos, mas tanto a concentração de pico quanto a área incremental sob as curvas (IAUC) (15-120 min) foram menores no grupo de camundongos 30 ° C (pontos de tempo separados: P <0,05 - P <0,0001, Fig. 6k, l) em comparação com os ratos mantidos em 22, 25 e 27,5 ° C (que não diferiram um do outro).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）） 相比。口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 30 ° C 饲养 小鼠组 中 ， 浓度 和 曲线 下 增加 面积 面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 点 点 点点 点 ： P <0,05 - p < 0,0001 ， 图 6K ， l） 22、25 和 27,5 ° C 的小鼠 （彼此之间没有差异）） 相比。 相比。A administração oral de glicose aumentou significativamente as concentrações de glicose no sangue em todos os grupos, mas tanto a concentração de pico quanto a área sob a curva (IAUC) (15-120 min) foram mais baixas no grupo de camundongos alimentados com 30 ° C (todos os momentos).: P <0,05 - P <0.0001, р. : P <0,05 - p <0,0001, fig.6L, L) em comparação com os ratos mantidos em 22, 25 e 27,5 ° C (sem diferença um do outro).
As concentrações plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glicerol, leptina, insulina, peptídeo C e glucagon são mostradas em camundongos DIO masculinos adultos (AL) após 33 dias de alimentação na temperatura indicada . Os ratos não foram alimentados de 2 a 3 horas antes da amostragem de sangue. A exceção foi um teste de tolerância à glicose oral, que foi realizado dois dias antes do final do estudo sobre ratos em jejum por 5-6 horas e mantido na temperatura apropriada por 31 dias. Os ratos foram desafiados com 2 g/kg de peso corporal. A área sob os dados da curva (L) é expressa como dados incrementais (IAUC). Os dados são apresentados como média ± SEM. Os pontos representam amostras 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.
Em camundongos DIO (também jejuados por 2-3 horas), as concentrações de colesterol plasmático, HDL, ALT, AST e FFA não diferiram entre os grupos. TG e glicerol foram significativamente elevados no grupo 30 ° C em comparação com o grupo 22 ° C (Figuras 7a -H). Por outro lado, 3-GB foi cerca de 25% menor a 30 ° C em comparação com 22 ° C (Figura 7b). Assim, embora os ratos mantidos a 22 ° C tenham um balanço energético positivo geral, conforme sugerido pelo ganho de peso, as diferenças nas concentrações plasmáticas de TG, glicerol e 3-HB sugerem que os ratos a 22 ° C quando a amostragem era menor que a 22 ° C. ° c. Os ratos criados a 30 ° C estavam em um estado relativamente mais energeticamente negativo. Consistente com isso, as concentrações hepáticas de glicerol extraível e TG, mas não glicogênio e colesterol, foram mais altos no grupo 30 ° C (Fig. 3A-D). Para investigar se as diferenças dependentes da temperatura na lipólise (medidas pelo plasma TG e glicerol) são o resultado de mudanças internas na gordura epididimal ou inguinal, extraímos o tecido adiposo dessas lojas no final do estudo e quantificado o ácido graxo livre ex Vivo. e liberação de glicerol. Em todos os grupos experimentais, as amostras de tecido adiposo de depósitos epididimais e inguinais mostraram pelo menos um aumento de duas vezes na produção de glicerol e AGL em resposta à estimulação com isoproterenol (Fig. 4A-D). No entanto, não foi encontrado efeito da temperatura da concha na lipólise basal ou estimulada por isoproterenol. Consistente com maior peso corporal e massa de gordura, os níveis plasmáticos de leptina foram significativamente maiores no grupo de 30 ° C do que no grupo 22 ° C (Figura 7I). Pelo contrário, os níveis plasmáticos de insulina e peptídeo C não diferiram entre os grupos de temperatura (Fig. 7K, K), mas o glucagon plasmático mostrou uma dependência da temperatura, mas neste caso quase 22 ° C no grupo oposto foi duas vezes comparado a 30 ° C. DE. Grupo C (Fig. 7L). O FGF21 não diferiu entre diferentes grupos de temperatura (Fig. 7M). No dia da OGTT, a glicose no sangue basal foi de aproximadamente 10 mm e não diferiu entre os camundongos abrigados em diferentes temperaturas (Fig. 7N). A administração oral de glicose aumentou os níveis de glicose no sangue e atingiu o pico em todos os grupos a uma concentração de cerca de 18 mm 15 minutos após a dosagem. Não houve diferenças significativas na IAUC (15-120 min) e concentrações em diferentes momentos após a dose (15, 30, 60, 90 e 120 min) (Figura 7n, O).
As concentrações plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glicerol, leptina, insulina, peptídeo C, glucagon e FGF21 foram mostradas em camundongos adultos DIO (AO) adultos após 33 dias de alimentação. temperatura especificada. Os ratos não foram alimentados de 2 a 3 horas antes da amostragem de sangue. O teste de tolerância à glicose oral foi uma exceção, pois foi realizada na dose de 2 g/kg de peso corporal dois dias antes do final do estudo em camundongos que foram jejuados por 5-6 horas e mantidos à temperatura apropriada por 31 dias. A área sob os dados da curva (O) é mostrada como dados incrementais (IAUC). Os dados são apresentados como média ± SEM. Os pontos representam amostras 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 transferibilidade dos dados de roedores para os seres humanos é uma questão complexa que desempenha um papel central na interpretação da importância das observações no contexto da pesquisa fisiológica e farmacológica. Por razões econômicas e para facilitar a pesquisa, os ratos são frequentemente mantidos à temperatura ambiente abaixo de sua zona termoneutra, resultando na ativação de vários sistemas fisiológicos compensatórios que aumentam a taxa metabólica e potencialmente prejudicam a tradução9. Assim, a exposição de camundongos ao frio pode tornar os ratos resistentes à obesidade induzida pela dieta e podem impedir a hiperglicemia em ratos tratados com estreptozotocina devido ao aumento do transporte de glicose não dependente de insulina. No entanto, não está claro até que ponto a exposição prolongada a várias temperaturas relevantes (da sala a termoneutra) afeta as diferentes homeostase energética dos camundongos normais de peso (em alimentos) e camundongos DIO (em HFD) e parâmetros metabólicos, bem como a extensão para o qual eles foram capazes de equilibrar um aumento no EE com um aumento na ingestão de alimentos. O estudo apresentado neste artigo tem como objetivo trazer alguma clareza a este tópico.
Mostramos que em camundongos adultos de peso normal e camundongos DIO machos, o EE está inversamente relacionado à temperatura ambiente entre 22 e 30 ° C. Assim, o EE a 22 ° C foi cerca de 30% maior que a 30 ° C. Nos dois modelos de mouse. No entanto, uma diferença importante entre camundongos de peso normal e camundongos DIO é que, enquanto os ratos de peso normal correspondem ao EE a temperaturas mais baixas ajustando a ingestão de alimentos de acordo, a ingestão de alimentos de camundongos DIO variou em diferentes níveis. As temperaturas do estudo foram semelhantes. Após um mês, os ratos DIO mantidos a 30 ° C ganharam mais peso corporal e massa de gordura do que os ratos mantidos a 22 ° C, enquanto os humanos normais mantidos na mesma temperatura e no mesmo período de tempo não levaram à febre. diferença dependente no peso corporal. ratos de peso. Comparado às temperaturas próximas ao termoneutro ou à temperatura ambiente, o crescimento à temperatura ambiente resultou em DIO ou camundongos com peso normal em uma dieta de alta gordura, mas não em uma dieta normal de rato de peso para ganhar relativamente menos peso. corpo. Apoiado por outros estudos17,18,19,20,21, mas não por all22,23.
A capacidade de criar um microambiente para reduzir a perda de calor é levantada para mudar a neutralidade térmica para a esquerda8, 12. Em nosso estudo, tanto a adição de material de nidificação quanto a ocultação reduziu o EE, mas não resultou em neutralidade térmica de até 28 ° C. Assim, nossos dados não suportam que o ponto baixo da termoneutralidade em camundongos adultos de joelho único, com ou sem casas ambientalmente enriquecidas, deva ser de 26-28 ° C, como mostrado 8,12, mas apoia outros estudos que mostram termoneutralidade. Temperaturas de 30 ° C em camundongos de ponto baixo7, 10, 24. Produção como resultado da atividade e da termogênese induzida pela dieta. Assim, na fase leve, o ponto mais baixo da neutralidade térmica acaba sendo ~ 29 ° C e na fase escura, ~ 33 ° с25.
Por fim, a relação entre temperatura ambiente e consumo total de energia é determinada pela dissipação de calor. Nesse contexto, a razão entre a área da superfície e o volume é um determinante importante da sensibilidade térmica, afetando a dissipação de calor (área da superfície) e a geração de calor (volume). Além da área da superfície, a transferência de calor também é determinada por isolamento (taxa de transferência de calor). Nos seres humanos, a massa de gordura pode reduzir a perda de calor criando uma barreira isolante ao redor da casca do corpo, e foi sugerido que a massa de gordura também é importante para o isolamento térmico em camundongos, diminuindo o ponto termoneutro e reduzindo a sensibilidade à temperatura abaixo do ponto neutro térmico ( inclinação curva). temperatura ambiente em comparação com EE) 12. Nosso estudo não foi projetado para avaliar diretamente essa relação putativa, porque os dados de composição corporal foram coletados 9 dias antes da coleta dos dados de gastos com energia e porque a massa de gordura não era estável durante todo o estudo. No entanto, como os camundongos normais de peso e DIO têm 30% de EE menor a 30 ° C do que a 22 ° C, apesar de pelo menos uma diferença de 5 vezes na massa de gordura, nossos dados não suportam que a obesidade deve fornecer isolamento básico. fator, pelo menos não na faixa de temperatura investigada. Isso está de acordo com outros estudos, melhor projetados para explorar este 4,24. Nesses estudos, o efeito isolante da obesidade foi pequeno, mas o FUR forneceu 30-50% do isolamento térmico total4,24. No entanto, em camundongos mortos, a condutividade térmica aumentou cerca de 450% imediatamente após a morte, sugerindo que o efeito isolante do pêlo é necessário para os mecanismos fisiológicos, incluindo a vasoconstrição, para o trabalho. Além das diferenças de espécies no pêlo entre camundongos e seres humanos, o fraco efeito isolante da obesidade em camundongos também pode ser influenciado pelas seguintes considerações: o fator isolante da massa de gordura humana é mediada principalmente pela massa de gordura subcutânea (espessura) 26,27. Normalmente em roedores inferiores a 20% do total de gordura animal28. Além disso, a massa total de gordura pode nem ser uma medida subótima do isolamento térmico de um indivíduo, pois foi argumentado que o isolamento térmico aprimorado é compensado pelo aumento inevitável da área da superfície (e, portanto, aumento da perda de calor) à medida que a massa de gordura aumenta. .
Em camundongos normais, as concentrações plasmáticas em jejum de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT e AST não mudaram em várias temperaturas por quase 5 semanas, provavelmente porque os camundongos estavam no mesmo estado de balanço energético. eram os mesmos em peso e composição corporal que no final do estudo. Consistente com a semelhança na massa de gordura, também não houve diferenças nos níveis plasmáticos de leptina, nem na insulina em jejum, peptídeo C e glucagon. Mais sinais foram encontrados em camundongos DIO. Embora os ratos a 22 ° C também não tenham um equilíbrio de energia negativo geral nesse estado (à medida que ganhasse peso), no final do estudo, eles eram relativamente mais deficientes em energia em comparação com os ratos criados a 30 ° C, em condições como Cetonas altas. Produção pelo corpo (3-GB) e uma diminuição na concentração de glicerol e Tg no plasma. No entanto, as diferenças dependentes da temperatura na lipólise não parecem ser o resultado de alterações intrínsecas na gordura epididimal ou inguinal, como alterações na expressão de lipase responsiva a adipo-hormônio, uma vez que a FFA e o glicerol liberados da gordura extraídos desses depots entre temperatura estão entre temperatura grupos são semelhantes um ao outro. Embora não tenhamos investigado o tom simpático no presente estudo, outros descobriram que ele (com base na freqüência cardíaca e na pressão arterial média) está linearmente relacionada à temperatura ambiente em camundongos e é aproximadamente menor a 30 ° C do que a 22 ° C 20% C Assim, as diferenças dependentes da temperatura no tom simpático podem desempenhar um papel na lipólise em nosso estudo, mas como um aumento no tom simpático estimula em vez de inibir a lipólise, outros mecanismos podem neutralizar isso Diminuir em camundongos cultivados. Papel potencial na quebra da gordura corporal. Temperatura ambiente. Além disso, parte do efeito estimulador do tom simpático na lipólise é indiretamente mediado pela forte inibição da secreção de insulina, destacando o efeito da suplementação de interrupção da insulina na lipólise30, mas em nosso estudo, em jejum insulina plasmática e o tom simpático do peptídeo C em diferentes temperaturas foram Não é o suficiente para alterar a lipólise. Em vez disso, descobrimos que as diferenças no status de energia provavelmente eram o principal contribuinte para essas diferenças nos ratos DIO. As razões subjacentes que levam a uma melhor regulamentação da ingestão de alimentos com EE em camundongos normais requerem estudos adicionais. Em geral, no entanto, a ingestão de alimentos é controlada por pistas homeostáticas e hedônicas31,32,33. Embora haja um debate sobre qual dos dois sinais é quantitativamente mais importante, 31,32,33 é sabido que o consumo a longo prazo de alimentos ricos em gordura leva a um comportamento alimentar mais baseado em prazer que não se relaciona com homeostase. . - Ingestão regulada de alimentos34,35,36. Portanto, o aumento do comportamento de alimentação hedônica dos ratos DIO tratados com 45% de HFD pode ser uma das razões pelas quais esses ratos não equilibraram a ingestão de alimentos com o EE. É interessante Em camundongos DIO, os níveis de leptina plasmática aumentaram com a temperatura e os níveis de glucagon diminuíram com a temperatura. A extensão em que a temperatura pode influenciar diretamente essas diferenças merece um estudo mais aprofundado, mas no caso da leptina, o balanço energético negativo relativo e, portanto, menor massa de gordura em camundongos a 22 ° C certamente desempenhou um papel importante, pois a massa gorda e a leptina plasmática são altamente correlacionado37. No entanto, a interpretação do sinal de glucagon é mais intrigante. Como na insulina, a secreção de glucagon foi fortemente inibida por um aumento no tônus simpático, mas o tom mais alto simpático foi previsto para estar no grupo 22 ° C, que apresentava as maiores concentrações de glucagon plasmático. A insulina é outro forte regulador do glucagon plasmático, e a resistência à insulina e o diabetes tipo 2 estão fortemente associados ao jejum e à hiperglucagonemia pós -prandial 38,39. No entanto, os camundongos DIO em nosso estudo também foram insensíveis à insulina; portanto, esse também não poderia ser o principal fator no aumento da sinalização de glucagon no grupo 22 ° C. O teor de gordura hepática também está positivamente associado a um aumento na concentração de glucagon plasmático, cujos mecanismos, por sua vez, podem incluir resistência hepática ao glucagon, diminuição da produção de uréia, aumento das concentrações de aminoácidos circulantes e aumento da secreção de glucagon estimulada por aminoácidos40,41, 42. No entanto, como as concentrações extraíveis de glicerol e TG não diferiram entre os grupos de temperatura em nosso estudo, isso também não poderia ser um fator potencial no aumento das concentrações plasmáticas no grupo 22 ° C. A triiodotironina (T3) desempenha um papel crítico na taxa metabólica geral e no início da defesa metabólica contra a hipotermia43,44. Assim, a concentração plasmática de T3, possivelmente controlada por mecanismos mediados centralmente, 45,46 aumentam em camundongos e humanos sob condições termoneutas 4547, embora o aumento de humanos seja menor, o que é mais predisposto a ratos. Isso é consistente com a perda de calor para o meio ambiente. We did not measure plasma T3 concentrations in the current study, but concentrations may have been lower in the 30°C group, which may explain the effect of this group on plasma glucagon levels, as we (updated Figure 5a) and others have shown that T3 aumenta o glucagon plasmático de maneira dependente da dose. Foi relatado que os hormônios da tireóide induzem a expressão de FGF21 no fígado. Como o glucagon, as concentrações plasmáticas de FGF21 também aumentaram com as concentrações plasmáticas de T3 (Fig. 5b e ref. 48), mas em comparação com o glucagon, as concentrações plasmáticas de FGF21 em nosso estudo não foram afetadas pela temperatura. As razões subjacentes a essa discrepância requerem estudos adicionais, mas a indução de FGF21 acionada por T3 deve ocorrer em níveis mais altos de exposição ao T3 em comparação com a resposta de glucagon acionada por T3 observada (Fig. 5b suplementar).
A HFD demonstrou estar fortemente associada à tolerância à glicose prejudicada e à resistência à insulina (marcadores) em camundongos criados a 22 ° C. No entanto, a HFD não foi associada à tolerância à glicose prejudicada ou à resistência à insulina quando cultivada em um ambiente termoneutro (definido aqui como 28 ° C) 19. Em nosso estudo, essa relação não foi replicada em camundongos DIO, mas camundongos normais mantidos a 30 ° C melhoraram significativamente a tolerância à glicose. A razão para essa diferença requer um estudo mais aprofundado, mas pode ser influenciado pelo fato de que os ratos DIO em nosso estudo foram resistentes à insulina, com concentrações de peptídeo C em jejum plasmático e concentrações de insulina 12-20 vezes mais que camundongos de peso normal. e no sangue com o estômago vazio. Concentrações de glicose de cerca de 10 mm (cerca de 6 mm no peso corporal normal), o que parece deixar uma pequena janela para possíveis efeitos benéficos da exposição a condições termoneutas para melhorar a tolerância à glicose. Um possível fator confuso é que, por razões práticas, o OGTT é realizado à temperatura ambiente. Assim, os ratos alojados a temperaturas mais altas sofreram choque frio leve, o que pode afetar a absorção/folga da glicose. No entanto, com base em concentrações semelhantes de glicose no sangue em jejum em diferentes grupos de temperatura, as alterações na temperatura ambiente podem não ter afetado significativamente os resultados.
Como mencionado anteriormente, foi destacado recentemente que aumentar a temperatura ambiente pode atenuar algumas reações ao estresse a frio, o que pode questionar a transferibilidade dos dados do mouse para os seres humanos. No entanto, não está claro qual é a temperatura ideal para manter os ratos para imitar a fisiologia humana. A resposta a esta pergunta também pode ser influenciada pelo campo de estudo e pelo ponto final estudado. Um exemplo disso é o efeito da dieta no acúmulo de gordura hepática, tolerância à glicose e resistência à insulina19. Em termos de gasto energético, alguns pesquisadores acreditam que a termoneutralidade é a temperatura ideal para a criação, pois os seres humanos exigem pouca energia extra para manter sua temperatura corporal central e definem uma única temperatura da volta para camundongos adultos como 30 ° C7,10. Outros pesquisadores acreditam que uma temperatura comparável a que os seres humanos normalmente experimentam com camundongos adultos em um joelho é de 23 a 25 ° C, pois descobriram que a termoneutralidade era de 26-28 ° C e baseada em seres humanos mais baixos de cerca de 3 ° C. Sua temperatura crítica mais baixa, definida aqui como 23 ° C, é ligeiramente 8,12. Nosso estudo é consistente com vários outros estudos que afirmam que a neutralidade térmica não é alcançada em 26-28 ° C4, 7, 10, 11, 24, 25, indicando que 23-25 ° C é muito baixa. Outro fator importante a considerar em relação à temperatura ambiente e termoneutralidade em camundongos é o alojamento único ou em grupo. Quando os ratos foram alojados em grupos e não individualmente, como em nosso estudo, a sensibilidade à temperatura foi reduzida, possivelmente devido à aglomeração dos animais. No entanto, a temperatura ambiente ainda estava abaixo do LTL de 25 quando três grupos foram usados. Talvez a diferença entre espécies mais importantes nesse sentido seja o significado quantitativo da atividade do morcego como uma defesa contra a hipotermia. Assim, enquanto os camundongos compensaram amplamente sua maior perda de calorias, aumentando a atividade do morcego, que é mais de 60% de EE a 5 ° C isoladamente, 51,52 A contribuição da atividade do BAT humano para EE foi significativamente maior, muito menor. Portanto, reduzir a atividade do morcego pode ser uma maneira importante de aumentar a tradução humana. A regulação da atividade do BAT é complexa, mas é frequentemente mediada pelos efeitos combinados da estimulação adrenérgica, hormônios da tireóide e expressão UCP114,54,55,56,57. Nossos dados indicam que a temperatura precisa ser aumentada acima de 27,5 ° C em comparação aos camundongos a 22 ° C, a fim de detectar diferenças na expressão dos genes de morcegos responsáveis pela função/ativação. No entanto, as diferenças encontradas entre os grupos a 30 e 22 ° C nem sempre indicaram um aumento na atividade do BAT no grupo 22 ° C porque o UCP1, o ADRB2 e o VEGF-A foram regulados no grupo 22 ° C. A causa raiz desses resultados inesperados ainda precisa ser determinada. Uma possibilidade é que sua expressão aumentada não reflita um sinal de temperatura ambiente elevada, mas um efeito agudo de movê-los de 30 ° C para 22 ° C no dia da remoção (os ratos experimentaram 5-10 minutos antes da decolagem) . ).
Uma limitação geral do nosso estudo é que apenas estudamos ratos machos. Outras pesquisas sugerem que o gênero pode ser uma consideração importante em nossas indicações primárias, pois as camundongos fêmeas de joelho único são mais sensíveis à temperatura devido à maior condutividade térmica e à manutenção de temperaturas do núcleo mais rigorosas. Além disso, as camundongos fêmeas (na HFD) mostraram uma maior associação de ingestão de energia com EE a 30 ° C em comparação com camundongos machos que consumiram mais camundongos do mesmo sexo (20 ° C neste caso) 20. Assim, em camundongos fêmeas, o efeito do conteúdo subtérmico é maior, mas possui o mesmo padrão em camundongos machos. Em nosso estudo, focamos em camundongos masculinos de joelho único, pois essas são as condições sob as quais a maioria dos estudos metabólicos que examinam EE são realizados. Outra limitação do nosso estudo foi que os ratos estavam na mesma dieta ao longo do estudo, que impedia o estudo da importância da temperatura ambiente para flexibilidade metabólica (medida por mudanças de RER para alterações alimentares em várias composições de macronutrientes). Em camundongos femininos e masculinos mantidos a 20 ° C em comparação com os ratos correspondentes mantidos a 30 ° C.
Em conclusão, nosso estudo mostra que, como em outros estudos, os camundongos de peso normal 1 são termoneutros acima dos 27,5 ° C previstos. Além disso, nosso estudo mostra que a obesidade não é um fator isolante importante em camundongos com peso normal ou DIO, resultando em temperaturas semelhantes: ee proporções em DIO e camundongos normais de peso. Embora a ingestão de alimentos de camundongos de peso normal fosse consistente com o EE e, assim, manteve um peso corporal estável em toda a faixa de temperatura, a ingestão de alimentos de ratos DIO era a mesma em temperaturas diferentes, resultando em uma proporção mais alta de camundongos a 30 ° C . A 22 ° C ganhou mais peso corporal. No geral, estudos sistemáticos que examinam a importância potencial de viver abaixo das temperaturas termoneutas são necessárias devido à baixa tolerabilidade frequentemente observada entre os estudos de camundongo e humano. Por exemplo, em estudos de obesidade, uma explicação parcial para a tradução geralmente mais pobre pode ser devida ao fato de que os estudos de perda de peso murinos geralmente são realizados em animais moderadamente estressados com frio mantidos à temperatura ambiente devido ao aumento do EE. A perda de peso exagerada em comparação com o peso corporal esperado de uma pessoa, em particular se o mecanismo de ação depende do aumento de EE, aumentando a atividade do BAP, que é mais ativa e ativada à temperatura ambiente do que a 30 ° C.
De acordo com a lei experimental de animais dinamarqueses (1987) e os Institutos Nacionais de Saúde (publicação nº 85-23) e a Convenção Européia para a Proteção de Vertebrados usados para fins experimentais e outros científicos (Conselho da Europa nº 123, Estrasburgo , 1985).
Os camundongos C57BL/6J masculinos de vinte semanas de idade foram obtidos de Janvier Saint Berthevin Cedex, França, e receberam Chow padrão ad libitum (altromina 1324) e água (~ 22 ° C) após uma luz de 12:12 horas: ciclo escuro. temperatura ambiente. Os ratos do DIO masculino (20 semanas) foram obtidos do mesmo fornecedor e receberam acesso ad libitum a uma dieta de 45% de gordura (Cat. No. D12451, Research Diet Inc., NJ, EUA) e água em condições de criação. Os ratos foram adaptados ao meio ambiente uma semana antes do início do estudo. Dois dias antes da transferência para o sistema de calorimetria indireta, foram pesados camundongos, submetidos à varredura de ressonância magnética (Echomritm, TX, EUA) e divididos em quatro grupos correspondentes ao peso corporal, gordura e peso corporal normal.
Um diagrama gráfico do desenho do estudo é mostrado na Figura 8. Os ratos foram transferidos para um sistema de calorimetria indiretamente fechado e controlado por temperatura na Sable Systems Internationals (Nevada, EUA), que incluía monitores de qualidade de alimentos e água e um quadro BZ1 Promethion BZ1, que gravou Níveis de atividade medindo quebras de feixe. XYZ. Os ratos (n = 8) foram alojados individualmente em 22, 25, 27,5 ou 30 ° C usando a roupa de cama, mas sem abrigo e material de nidificação em uma luz de 12: 12 horas: ciclo escuro (luz: 06: 00–18:00) . 2500ml/min. Os ratos foram aclimatados por 7 dias antes do registro. As gravações foram coletadas quatro dias seguidos. Posteriormente, os ratos foram mantidos nas respectivas temperaturas em 25, 27,5 e 30 ° C por mais 12 dias, após o que os concentrados de células foram adicionados conforme descrito abaixo. Enquanto isso, grupos de camundongos mantidos a 22 ° C foram mantidos a essa temperatura por mais dois dias (para coletar novos dados de linha de base) e, em seguida, a temperatura aumentou em etapas de 2 ° C a cada dois dias no início da fase leve ( 06:00) Até atingir 30 ° C depois disso, a temperatura foi reduzida para 22 ° C e os dados foram coletados por mais dois dias. Após dois dias adicionais de gravação a 22 ° C, foram adicionadas peles a todas as células em todas as temperaturas, e a coleta de dados começou no segundo dia (dia 17) e por três dias. Depois disso (dia 20), o material de nidificação (8-10 g) foi adicionado a todas as células no início do ciclo da luz (06:00) e os dados foram coletados por mais três dias. Assim, no final do estudo, os ratos mantidos a 22 ° C foram mantidos a essa temperatura por 21/33 dias e a 22 ° C nos últimos 8 dias, enquanto os ratos a outras temperaturas foram mantidos a essa temperatura por 33 dias. /33 dias. Os ratos foram alimentados durante o período do estudo.
O peso normal e os ratos DIO seguiram os mesmos procedimentos de estudo. No dia -9, os ratos foram pesados, a ressonância magnética digitalizada e dividida em grupos comparáveis no peso e na composição corporal. No dia -7, os ratos foram transferidos para um sistema de calorimetria indireta controlada por temperatura fechada fabricada pela Sable Systems International (Nevada, EUA). Os ratos foram alojados individualmente com roupas de cama, mas sem aninhamentos ou materiais de abrigo. A temperatura é ajustada para 22, 25, 27,5 ou 30 ° C. Após uma semana de aclimatação (dias -7 a 0, os animais não foram perturbados), os dados foram coletados em quatro dias consecutivos (dias 0-4, dados mostrados nas Figs. 1, 2, 5). Depois disso, os ratos mantidos em 25, 27,5 e 30 ° C foram mantidos em condições constantes até o 17º dia. Ao mesmo tempo, a temperatura no grupo 22 ° C aumentou em intervalos de 2 ° C todos os dias, ajustando o ciclo de temperatura (06:00 h) no início da exposição à luz (os dados são mostrados na Fig. 1) . No dia 15, a temperatura caiu para 22 ° C e dois dias de dados foram coletados para fornecer dados de linha de base para os tratamentos subsequentes. As peles foram adicionadas a todos os ratos no dia 17 e o material de nidificação foi adicionado no dia 20 (Fig. 5). No 23º dia, os ratos foram pesados e submetidos a ressonância magnética e depois deixados em paz por 24 horas. No dia 24, os ratos foram jejuados desde o início do fotoperíodo (06:00) e receberam OGTT (2 g/kg) às 12:00 (6-7 horas de jejum). Posteriormente, os ratos foram devolvidos às suas respectivas condições de zibelina e sacrificaram no segundo dia (dia 25).
Os ratos DIO (n = 8) seguiram o mesmo protocolo que os ratos de peso normal (como descrito acima e na Figura 8). Os ratos mantiveram 45% de HFD durante todo o experimento de gastos com energia.
VO2 e VCO2, bem como pressão de vapor de água, foram registrados a uma frequência de 1 Hz com uma constante de tempo celular de 2,5 min. A ingestão de alimentos e água foi coletada por gravação contínua (1 Hz) do peso dos baldes de alimentos e água. O monitor de qualidade utilizado relatou uma resolução de 0,002 g. Os níveis de atividade foram registrados usando um monitor de matriz de feixe XYZ 3D, os dados foram coletados com uma resolução interna de 240 Hz e relatados a cada segundo para quantificar a distância total percorrida (M) com uma resolução espacial efetiva de 0,25 cm. Os dados foram processados com o Sable Systems Macro Interpreter V.2.41, calculando o EE e o RER e filtrando outliers (por exemplo, eventos de refeições falsas). O intérprete de macro está configurado para produzir dados para todos os parâmetros a cada cinco minutos.
Além de regular o EE, a temperatura ambiente também pode regular outros aspectos do metabolismo, incluindo o metabolismo pós-prandial da glicose, regulando a secreção de hormônios metabolizantes da glicose. Para testar essa hipótese, finalmente concluímos um estudo de temperatura corporal, provocando camundongos normais com uma carga de glicose oral de DIO (2 g/kg). Os métodos são descritos em detalhes em materiais adicionais.
No final do estudo (dia 25), os ratos foram jejuados por 2-3 horas (a partir das 06:00), anestesiados com isoflurano e completamente sangrado pela renúncia venosa retroorbital. A quantificação de lipídios plasmáticos e hormônios e lipídios no fígado é descrita em materiais suplementares.
Para investigar se a temperatura da concha causa alterações intrínsecas no tecido adiposo que afetam a lipólise, o tecido adiposo inguinal e epididimal foi excisado diretamente dos ratos após a última etapa do sangramento. Os tecidos foram processados usando o recém -desenvolvido ensaio de lipólise ex vivo descrito em métodos suplementares.
O tecido adiposo marrom (BAT) foi coletado no dia do final do estudo e processado como descrito nos métodos suplementares.
Os dados são apresentados como média ± SEM. Os gráficos foram criados no GraphPad Prism 9 (La Jolla, CA) e os gráficos foram editados no Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA). A significância estatística foi avaliada no GraphPad Prism e testada pelo teste t emparelhado, medidas repetidas ANOVA unidirecional/de mão seguida pelo teste de comparações múltiplas de Tukey ou ANOVA unidirecional não pareada seguida pelo teste de comparações múltiplas de Tukey, conforme necessário. A distribuição gaussiana dos dados foi validada pelo teste de normalidade D'Agostino-Pearson antes do teste. O tamanho da amostra é indicado na seção correspondente da seção "Resultados", bem como na legenda. A repetição é definida como qualquer medição realizada no mesmo animal (in vivo ou em uma amostra de tecido). Em termos de reprodutibilidade de dados, uma associação entre gasto energético e temperatura do caso foi demonstrada em quatro estudos independentes usando diferentes camundongos com um desenho de estudo semelhante.
Protocolos experimentais detalhados, materiais e dados brutos estão disponíveis mediante solicitação razoável da autora líder Rune E. Kuhre. Este estudo não gerou novos reagentes exclusivos, linhas de animais/células transgênicas ou dados de sequenciamento.
Para obter mais informações sobre o desenho do estudo, consulte o Relatório de Pesquisa da Natureza abstrato vinculado a este artigo.
Todos os dados formam um gráfico. 1-7 foram depositados no repositório de banco de dados científica, número de acesso: 1253.11.sciencedb.02284 ou https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284. Os dados mostrados no ESM podem ser enviados para Rune e Kuhre após testes razoáveis.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Animais de laboratório como modelos substitutos da obesidade humana. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. Animais de laboratório como modelos substitutos da obesidade humana.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. e Tang-Christensen M. Animais de laboratório como modelos substitutos da 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 humanos.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO. e Tang-Christensen M. Animais de laboratório como modelos substitutos da obesidade em humanos.Farmacologia Acta. Crime 33, 173-181 (2012).
Gilpin, cálculo da DA da nova determinação constante e experimental do tamanho da queima. Burns 22, 607-611 (1996).
Gordon, SJ, o sistema termorregulatório do mouse: suas implicações para a transferência de dados biomédicos para os seres humanos. fisiologia. Comportamento. 179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Nenhum efeito isolante da obesidade. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Nenhum efeito isolante da obesidade.Fischer AW, Chikash RI, Von Essen G., Cannon B. e Nedergaard J. Nenhum efeito de isolamento da obesidade. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. 肥胖没有绝缘作用。 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. жирение н и из ззоложющющ э нз нз нз нз из из из из из из из из из из из из из из из из зз зз зз з зegaard, J. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Obesidade não tem efeito isolante.Sim. J. Fisiologia. endócrino. metabolismo. 311, E202 - E213 (2016).
Lee, P. et al. O tecido adiposo marrom adaptado à temperatura modula a sensibilidade à insulina. Diabetes 63, 3686-3698 (2014).
Nakhon, KJ et al. A temperatura crítica mais baixa e a termogênese induzida pelo frio foram inversamente relacionadas ao peso corporal e à taxa metabólica basal em indivíduos magros e acima do peso. J. calorosamente. biologia. 69, 238-248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Temperaturas de moradia ideais para camundongos imitar o ambiente térmico dos seres humanos: um estudo experimental. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Temperaturas de moradia ideais para camundongos imitar o ambiente térmico dos seres humanos: um estudo experimental.Fischer, AW, Cannon, B. e Nedergaard, J. Temperaturas ideais da casa para ratos imitam o ambiente térmico humano: um 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 de moradia ideal para camundongos simulando o ambiente térmico humano: um estudo experimental.Moore. metabolismo. 7, 161-170 (2018).
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Seeley, RJ e MacDougald, OA Camundongos como modelos experimentais para fisiologia humana: quando vários graus na temperatura da habitação matem. Seeley, RJ e MacDougald, OA Camundongos como modelos experimentais para fisiologia humana: quando vários graus na temperatura da habitação matem. Seeley, RJ e MacDougald, Oa ышыши ка э ээерименталные модеichееяя дзизиоuna "м ч изу мзу мзу изе ыш ышышеентале э э э эышееента<тыы ыше ышышышыше ês . Seeley, RJ e MacDougald, OA Camundongos como modelos experimentais para fisiologia humana: quando alguns graus em uma habitação fazem a diferença. Seeley, RJ e 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 e MacDougald, OA Seeley, RJ e MacDougald, Oa ка э э п эUA э э п э э ыш ыш ыш ыш ыш ыш rJ & MacDougald, oa ка э п п э э э ыш ыш ыш ыш ыш ыш ыш ыш rJ & MacDougald Oa к э э э э ыш ыш ыш ыш ыш € иÉюю значение. Seeley, RJ e MacDougald, OA Camundongos como um modelo experimental de fisiologia humana: quando alguns graus de temperatura ambiente questionam.Metabolismo Nacional. 3, 443-445 (2021).
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Hora de postagem: outubro-28-2022
