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A maioria dos estudos metabólicos em camundongos é realizada à temperatura ambiente, embora nessas condições, diferentemente dos humanos, os camundongos gastem muita energia mantendo a temperatura interna. Aqui, descrevemos o peso normal e a obesidade induzida por dieta (DIO) em camundongos C57BL/6J alimentados com chow chow ou uma dieta rica em gordura de 45%, respectivamente. Os camundongos foram colocados por 33 dias a 22, 25, 27,5 e 30 °C em um sistema de calorimetria indireta. Mostramos que o gasto energético aumenta linearmente de 30 °C a 22 °C e é cerca de 30% maior a 22 °C em ambos os modelos de camundongos. Em camundongos com peso normal, a ingestão de alimentos neutralizou o EE. Por outro lado, os camundongos DIO não diminuíram a ingestão de alimentos quando o EE diminuiu. Assim, no final do estudo, os camundongos a 30 °C apresentaram maior peso corporal, massa gorda e glicerol e triglicerídeos plasmáticos do que os camundongos a 22 °C. O desequilíbrio em camundongos DIO pode ser devido ao aumento da dieta baseada no prazer.
O camundongo é o modelo animal mais comumente usado para o estudo da fisiologia e fisiopatologia humanas e, frequentemente, é o animal padrão usado nos estágios iniciais da descoberta e desenvolvimento de medicamentos. No entanto, os camundongos diferem dos humanos em vários aspectos fisiológicos importantes e, embora a escala alométrica possa ser usada até certo ponto para se traduzir em humanos, as enormes diferenças entre camundongos e humanos residem 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 de adultos (50 g vs. 50 kg), e a razão entre área de superfície e massa difere em cerca de 400 vezes devido à transformação geométrica não linear descrita por Mee. Equação 2. Como resultado, os camundongos perdem significativamente mais calor em relação ao seu volume, então eles são mais sensíveis à temperatura, mais propensos à hipotermia e têm uma taxa metabólica basal média dez vezes maior que a dos humanos. Em temperatura ambiente padrão (~22 °C), os camundongos precisam aumentar seu gasto energético total (GE) em cerca de 30% para manter a temperatura corporal central. Em temperaturas mais baixas, o GE aumenta ainda mais, cerca de 50% e 100% a 15 e 7 °C, em comparação com o GE a 22 °C. Assim, as condições padrão de alojamento induzem uma resposta de estresse pelo frio, o que pode comprometer a transferibilidade dos resultados dos camundongos para os humanos, já que os humanos que vivem em sociedades modernas passam a maior parte do tempo em condições termoneutras (porque nossa menor razão de área entre superfícies e volume nos torna menos sensíveis à temperatura, pois criamos uma zona termoneutra (TNZ) ao nosso redor. EE acima da taxa metabólica basal) abrange ~19 a 30 °C6, enquanto os camundongos têm uma faixa mais alta e estreita abrangendo apenas 2–4 °C7,8 Na verdade, esse aspecto importante recebeu atenção considerável nos últimos anos4, 7,8,9,10,11,12 e foi sugerido que algumas "diferenças entre espécies" podem ser mitigadas aumentando a temperatura da carapaça9. No entanto, não há consenso sobre a faixa de temperatura que constitui a termoneutralidade em camundongos. Portanto, se a temperatura crítica mais baixa na faixa termoneutra em camundongos de joelho único está mais próxima de 25 °C ou mais próxima de 30 °C4, 7, 8, 10, 12 permanece controverso. EE e outros parâmetros metabólicos foram limitados a horas ou dias, então a extensão em que a exposição prolongada a diferentes temperaturas pode afetar parâmetros metabólicos como peso corporal não está clara. consumo, utilização de substrato, tolerância à glicose e concentrações plasmáticas de lipídios e glicose e hormônios reguladores do apetite. Além disso, mais pesquisas são necessárias para determinar em que medida a dieta pode influenciar esses parâmetros (camundongos DIO em uma dieta rica em gordura podem ser mais orientados para uma dieta baseada no prazer (hedônica)). Para fornecer mais informações sobre este tópico, examinamos o efeito da temperatura de criação nos parâmetros metabólicos acima mencionados em camundongos machos adultos de peso normal e camundongos machos obesos induzidos por dieta (DIO) em uma dieta rica em gordura de 45%. Os camundongos foram mantidos a 22, 25, 27,5 ou 30 °C por pelo menos três semanas. Temperaturas abaixo de 22 °C não foram estudadas porque o alojamento padrão dos animais raramente fica abaixo da temperatura ambiente. Descobrimos que camundongos DIO de peso normal e de círculo único responderam de forma semelhante a mudanças na temperatura do recinto em termos de EE e independentemente das condições do recinto (com ou sem abrigo/material de nidificação). No entanto, enquanto camundongos de peso normal ajustaram sua ingestão alimentar de acordo com EE, a ingestão alimentar de camundongos DIO foi amplamente independente de EE, resultando em camundongos ganhando mais peso. De acordo com dados de peso corporal, as concentrações plasmáticas de lipídios e corpos cetônicos mostraram que camundongos DIO a 30 °C tiveram um balanço energético mais positivo do que camundongos a 22 °C. As razões subjacentes para as diferenças no equilíbrio da ingestão energética e EE entre camundongos de peso normal e DIO requerem mais estudos, mas podem estar relacionadas a alterações fisiopatológicas em camundongos DIO e ao efeito da dieta baseada no prazer como resultado de uma dieta obesa.
A 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 troca respiratória (TCR) foi independente da temperatura (Fig. 1c,d). A ingestão alimentar foi consistente com a dinâmica da 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 dependeram da temperatura (Fig. 1g). -to).
Camundongos machos (C57BL/6J, 20 semanas de idade, alojamento individual, n=7) foram alojados em gaiolas metabólicas a 22°C por uma semana antes do início do estudo. Dois dias após a coleta dos dados de fundo, a temperatura foi aumentada em incrementos de 2°C às 6:00 horas por dia (início da fase clara). Os dados são apresentados como média ± erro padrão da média, e a fase escura (18:00–6:00 h) é representada por uma caixa cinza. a Gasto energético (kcal/h), b Gasto energético total em várias temperaturas (kcal/24 h), c Taxa de troca respiratória (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d RER médio nas fases clara e escura (VCO2/VO2) (valor zero é definido como 0,7). e ingestão cumulativa de alimentos (g), f ingestão total de alimentos em 24h, g ingestão total de água em 24h (ml), h ingestão total de água em 24h, i nível de atividade cumulativa (m) e j nível de atividade total (m/24h). Os camundongos foram mantidos na temperatura indicada por 48 horas. Os dados mostrados para 24, 26, 28 e 30°C referem-se às últimas 24 horas de cada ciclo. Os camundongos permaneceram alimentados durante todo o estudo. A significância estatística foi testada por medições repetidas de ANOVA unidirecional seguidas pelo teste de comparação múltipla de Tukey. Asteriscos indicam significância para o valor inicial de 22°C, 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.
Assim como no caso de camundongos com peso normal, a EE aumentou linearmente com a diminuição da temperatura e, neste caso, a EE também foi cerca de 30% maior a 22 °C em comparação com 30 °C (Fig. 2a, b). A RER não se alterou em diferentes temperaturas (Fig. 2c, d). Em contraste com camundongos com peso normal, a ingestão alimentar não foi consistente com a EE em função da temperatura ambiente. A ingestão alimentar, a ingestão de água e o nível de atividade foram independentes da temperatura (Figs. 2e-j).
Camundongos DIO machos (C57BL/6J, 20 semanas) foram alojados individualmente em gaiolas metabólicas a 22° C por uma semana antes do início do estudo. Os camundongos podem usar 45% de HFD ad libitum. Após aclimatação por dois dias, os dados basais foram coletados. Subsequentemente, a temperatura foi aumentada em incrementos de 2° C a cada dois dias às 06:00 (início da fase clara). 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. a Gasto energético (kcal/h), b Gasto energético total em várias temperaturas (kcal/24 h), c Taxa de troca respiratória (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d RER médio na fase clara e escura (VCO2 /VO2) (valor zero é definido como 0,7). e ingestão cumulativa de alimentos (g), f ingestão total de alimentos em 24h, g ingestão total de água em 24h (ml), h ingestão total de água em 24h, i nível de atividade cumulativa (m) e j nível de atividade total (m/24h). Os camundongos foram mantidos na temperatura indicada por 48 horas. Os dados mostrados para 24, 26, 28 e 30°C referem-se às últimas 24 horas de cada ciclo. Os camundongos foram mantidos em 45% HFD até o final do estudo. A significância estatística foi testada por medições repetidas de ANOVA unidirecional seguida pelo teste de comparação múltipla de Tukey. Asteriscos indicam significância para o valor inicial de 22°C, 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, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001. *P < 0,05,***P < 0,001,****P < 0,0001. *P < 0,05,***P < 0,001,****P < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001.Os valores médios foram calculados para todo o período experimental (0-192 horas). n = 7.
Em outra série de experimentos, examinamos o efeito da temperatura ambiente sobre os mesmos parâmetros, mas desta vez entre grupos de camundongos mantidos constantemente a uma determinada temperatura. Os camundongos 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, foram registrados 4,5 dias de GE. O GE 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 aos outros grupos, o RER do grupo de 25 °C foi ligeiramente reduzido e não houve diferenças entre os demais grupos (Fig. 3f,g). A ingestão alimentar paralela ao padrão de GE aumentou 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 resultou em diferenças no peso corporal, massa magra e massa gorda entre os grupos (Fig. 3n-s), mas resultou em uma redução na massa magra de aproximadamente 15% em comparação com as pontuações autorrelatadas (Fig. 3n-s). 3b, r, c)) e a massa gorda aumentou em mais de 2 vezes (de ~1 g para 2–3 g, Fig. 3c, t, c). Infelizmente, o gabinete de 30 °C apresenta 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 SABLE). d Consumo de energia (kcal/h). e Consumo médio de energia (0–108 horas) em várias temperaturas (kcal/24 horas). f Razão de troca respiratória (RER) (VCO2/VO2). g RER média (VCO2/VO2). h Ingestão total de alimentos (g). i Ingestão média de alimentos (g/24 horas). j Consumo total de água (ml). k Consumo médio de água (ml/24 h). l Nível de atividade cumulativo (m). m Nível médio de atividade (m/24 h). n peso corporal no 18º dia, o mudança no peso corporal (de -8º para 18º dia), p massa magra no 18º dia, q mudança na massa magra (de -8º para 18º dia), r massa gorda no dia 18 e mudança na massa gorda (de -8 para 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 média + erro padrão da média. A fase escura (18h-6h) é representada por caixas cinzas. 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 gorda na linha de base (Figs. 4a–c) e mantidos a 22, 25, 27,5 e 30 °C, como em estudos com camundongos de peso normal. 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, camundongos mantidos a 22 °C consumiram cerca de 30% mais energia do que camundongos mantidos a 30 °C (Fig. 4d, e). Ao estudar os efeitos em animais, a temperatura nem sempre afetou o RER (Fig. 4f, g). A ingestão de alimentos, a ingestão de água e a atividade não foram significativamente afetadas pela temperatura (Figs. 4h–m). Após 33 dias de criação, camundongos a 30 °C tiveram um peso corporal significativamente maior do que camundongos a 22 °C (Fig. 4n). Em comparação com seus respectivos pontos basais, camundongos criados a 30°C apresentaram pesos corporais significativamente maiores do que camundongos criados a 22°C (média ± erro padrão da média: Fig. 4o). O ganho de peso relativamente maior deveu-se a um aumento na massa gorda (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 BAT que aumentam a função/atividade do BAT foi reduzida a 30°C em comparação a 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 neuritos), Tfam (biogênese mitocondrial), Adrb1, Adra2a, Pck1 (gliconeogênese) 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 do que no grupo de 22 °C, e Vegf-a e Adrb2 estavam significativamente elevados. Em comparação com o grupo de 22 °C, os camundongos mantidos a 25 °C e 27,5 °C não apresentaram alterações (Figura Suplementar 1).
- Peso corporal (a), massa magra (b) e massa gorda (c) após 9 dias (um dia antes da transferência para o sistema SABLE). d Consumo de energia (EE, kcal/h). e Consumo médio de energia (0–96 horas) em várias temperaturas (kcal/24 horas). f Razão de troca respiratória (RER, VCO2/VO2). g RER médio (VCO2/VO2). h Ingestão total de alimentos (g). i Ingestão média 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 comparado ao dia 9, Mudança na massa gorda (g) no dia 23, massa gorda (g) comparada ao dia 8, dia 23 comparado ao dia 8. 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, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001. *P < 0,05,***P < 0,001,****P < 0,0001. *P < 0,05,***P < 0,001,****P < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001.Os dados são apresentados como média + erro padrão da média. A fase escura (18h-6h) é representada por caixas cinzas. Os pontos nos histogramas representam camundongos individuais. Os valores médios foram calculados para todo o período experimental (0-96 horas). n = 7.
Assim como os humanos, os camundongos frequentemente criam microambientes para reduzir a perda de calor para o ambiente. Para quantificar a importância desse ambiente para a EE, avaliamos a EE a 22, 25, 27,5 e 30 °C, com ou sem protetores de couro e material de nidificação. A 22 °C, a adição de peles padrão reduz a EE em cerca de 4%. A adição subsequente de material de nidificação reduziu a EE em 3–4% (Fig. 5a,b). Não foram observadas alterações significativas na RER, ingestão de alimento, ingestão de água ou níveis de atividade com a adição de casas ou peles + cama (Figura 5i–p). A adição de pele e material de nidificação também reduziu significativamente a EE a 25 e 30 °C, mas as respostas foram quantitativamente menores. A 27,5 °C, nenhuma diferença foi observada. Notavelmente, nesses experimentos, a EE diminuiu com o aumento da temperatura, neste caso cerca de 57% menor do que a EE a 30 °C em comparação com 22 °C (Fig. 5c-h). A mesma análise foi realizada apenas para a fase de luz, onde a EE estava mais próxima da taxa metabólica basal, visto que, neste caso, os camundongos repousavam principalmente na pele, resultando em tamanhos de efeito comparáveis em diferentes temperaturas (Fig. 2a-h suplementar).
Dados para camundongos de abrigo e material de nidificação (azul escuro), casa, mas sem material de nidificação (azul claro) e casa e material de ninho (laranja). Consumo de energia (EE, kcal/h) para os cômodos a, c, e e g a 22, 25, 27,5 e 30 °C, b, d, f e h significam EE (kcal/h). ip Dados para camundongos alojados a 22 °C: i frequência respiratória (RER, VCO2/VO2), j RER média (VCO2/VO2), k ingestão alimentar cumulativa (g), l ingestão alimentar média (g/24 h), m 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 média + erro padrão da média, a fase escura (18:00-06:00 h) é representada por caixas cinzas. 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, **Р<0,01. *P<0,05, **P<0,01. *P < 0,05,**P < 0,01. *P < 0,05,**P < 0,01. *Р<0,05, **Р<0,01. *P<0,05, **P<0,01.Os valores médios foram calculados para todo o período experimental (0-72 horas). n = 7.
Em camundongos com peso normal (2 a 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 sim de HDL em função da temperatura. Figuras 6a-e). As concentrações plasmáticas de leptina, insulina, peptídeo C e glucagon em jejum 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 glicemia (5 a 6 horas de jejum) era 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 máxima quanto a área incremental sob as curvas (iAUCs) (15–120 min) foram menores no grupo de camundongos alojados a 30 °C (pontos de tempo individuais: P < 0,05–P < 0,0001, Fig. 6k, l) em comparação aos camundongos alojados 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 máxima quanto a área incremental sob as curvas (iAUCs) (15–120 min) foram menores no grupo de camundongos alojados a 30 °C (pontos de tempo individuais: P < 0,05–P < 0,0001, Fig. 6k, l) em comparação aos camundongos alojados a 22, 25 e 27,5 °C (que não diferiram entre si). Пероральное введение глюкозы значительно повышало концентрацию глюкозы в крови во всех группах, no как пиковая концентрация, так и A temperatura de imersão em ambientes fechados (iAUC) (15–120 minutos) é baixa no grupo mais alto, a uma temperatura de 30 °C (normalmente). временные точки: P < 0,05–P < 0,0001, рис 6k, l) para a temperatura ambiente, содержащимися при 22, 25 e 27,5 ° C (которые не различались между собой). A administração oral de glicose aumentou significativamente as concentrações de glicose no sangue em todos os grupos, mas tanto a concentração máxima quanto a área incremental sob as curvas (iAUC) (15–120 min) foram menores no grupo de camundongos a 30 °C (pontos de tempo separados: P < 0,05–P < 0,0001, Fig. 6k, l) em comparação com camundongos mantidos a 22, 25 e 27,5 °C (que não diferiram entre si).口服葡萄糖的给药显着增加了所有组的血糖浓度，但在30 °C饲养的小鼠组中，峰值浓度和曲线下增加面积(iAUC) (15-120 分钟) 均较低（各个时间点：P < 0,05–P < 0,0001,6k,l）与饲养在22,25 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 < 0,0001,6k,l）与饲养在22、25和27,5°C 的小鼠（彼此之间没有差异）相比。A administração oral de glicose aumentou significativamente as concentrações de glicose no sangue em todos os grupos, mas tanto a concentração máxima quanto a área sob a curva (iAUC) (15–120 min) foram menores no grupo de camundongos alimentados a 30 °C (todos os pontos de tempo).: P < 0,05–P < 0,0001, рис. : P < 0,05–P < 0,0001, Figura.6l, l) em comparação com camundongos mantidos a 22, 25 e 27,5°C (sem diferença entre si).
As concentrações plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glicerol, leptina, insulina, peptídeo C e glucagon são mostradas em camundongos DIO(al) machos adultos após 33 dias de alimentação na temperatura indicada. Os camundongos não foram alimentados 2 a 3 horas antes da coleta de sangue. A exceção foi um teste oral de tolerância à glicose, realizado dois dias antes do final do estudo em camundongos em jejum por 5 a 6 horas e mantidos na temperatura apropriada por 31 dias. Os camundongos foram desafiados com 2 g/kg de peso corporal. Os dados da área sob a curva (L) são expressos como dados incrementais (iAUC). Os dados são apresentados como média ± erro padrão do erro padrão. 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 em jejum por 2 a 3 horas), as concentrações plasmáticas de colesterol, HDL, ALT, AST e AGL não diferiram entre os grupos. Tanto TG quanto glicerol estavam significativamente elevados no grupo a 30 °C em comparação com o grupo a 22 °C (Figuras 7a-h). Em contraste, o 3-GB foi cerca de 25% menor a 30 °C em comparação com 22 °C (Figura 7b). Assim, embora os camundongos mantidos a 22 °C tenham apresentado um balanço energético geral positivo, como sugerido pelo ganho de peso, as diferenças nas concentrações plasmáticas de TG, glicerol e 3-HB sugerem que os camundongos a 22 °C quando a coleta de amostras foi menor do que a 22 °C. Camundongos criados a 30 °C estavam em um estado energeticamente relativamente mais negativo. Consistente com isso, as concentrações hepáticas de glicerol extraível e TG, mas não de glicogênio e colesterol, foram maiores no grupo a 30 °C (Figuras Suplementares 3a-d). Para investigar se as diferenças dependentes da temperatura na lipólise (medidas por triglicerídeos e glicerol plasmáticos) são o resultado de alterações internas na gordura epididimal ou inguinal, extraímos tecido adiposo desses estoques ao final do estudo e quantificamos os ácidos graxos livres ex vivo e a liberação de glicerol. Em todos os grupos experimentais, amostras de tecido adiposo dos depósitos epididimal e inguinal apresentaram um aumento de pelo menos duas vezes na produção de glicerol e AGL em resposta à estimulação com isoproterenol (Fig. 4a-d suplementar). No entanto, não foi encontrado efeito da temperatura da concha na lipólise basal ou estimulada por isoproterenol. Consistente com maior peso corporal e massa gorda, os níveis plasmáticos de leptina foram significativamente maiores no grupo de 30 °C do que no grupo de 22 °C (Figura 7i). Por outro lado, os níveis plasmáticos de insulina e peptídeo C não diferiram entre os grupos de temperatura (Fig. 7k, k), mas o glucagon plasmático demonstrou dependência da temperatura, porém, neste caso, quase 22 °C no grupo oposto foi duas vezes maior que 30 °C. DE. Grupo C (Fig. 7l). O FGF21 não diferiu entre os diferentes grupos de temperatura (Fig. 7m). No dia do OGTT, a glicemia basal era de aproximadamente 10 mM e não diferiu entre os camundongos alojados em diferentes temperaturas (Fig. 7n). A administração oral de glicose aumentou os níveis de glicemia e atingiu o pico em todos os grupos em uma concentração de cerca de 18 mM 15 minutos após a administração. Não houve diferenças significativas na iAUC (15-120 min) e nas 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 demonstradas em camundongos DIO machos adultos (ao) após 33 dias de alimentação, à temperatura especificada. Os camundongos não foram alimentados 2 a 3 horas antes da coleta de sangue. O teste oral de tolerância à glicose foi uma exceção, pois foi realizado na dose de 2 g/kg de peso corporal dois dias antes do final do estudo em camundongos que foram mantidos em jejum por 5 a 6 horas e mantidos na temperatura apropriada por 31 dias. Os dados da área sob a curva (o) são mostrados como dados incrementais (iAUC). Os dados são apresentados como média ± erro padrão do erro padrão. 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 de dados de roedores para 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, camundongos são frequentemente mantidos em temperatura ambiente abaixo de sua zona termoneutra, resultando na ativação de vários sistemas fisiológicos compensatórios que aumentam a taxa metabólica e potencialmente prejudicam a traduzibilidade9. Assim, a exposição de camundongos ao frio pode torná-los resistentes à obesidade induzida por dieta e pode prevenir a hiperglicemia em ratos tratados com estreptozotocina devido ao aumento do transporte de glicose não dependente de insulina. No entanto, não está claro em que medida a exposição prolongada a várias temperaturas relevantes (da temperatura ambiente à termoneutra) afeta as diferentes homeostase energética de camundongos com peso normal (com comida) e camundongos DIO (com dieta rica em carboidratos) e parâmetros metabólicos, bem como a extensão em que eles foram capazes de equilibrar um aumento no EE com um aumento na ingestão de alimentos. O estudo apresentado neste artigo visa trazer alguma clareza a este tópico.
Mostramos que em camundongos adultos de peso normal e camundongos DIO machos, o EE é inversamente relacionado à temperatura ambiente entre 22 e 30 °C. Assim, o EE a 22 °C foi cerca de 30% maior do que a 30 °C. em ambos os modelos de camundongo. No entanto, uma diferença importante entre camundongos de peso normal e camundongos DIO é que, enquanto camundongos de peso normal igualaram o EE em temperaturas mais baixas ajustando a ingestão de alimentos de acordo, a ingestão de alimentos de camundongos DIO variou em níveis diferentes. As temperaturas do estudo foram semelhantes. Após um mês, camundongos DIO mantidos a 30 °C ganharam mais peso corporal e massa gorda do que camundongos mantidos a 22 °C, enquanto humanos normais mantidos na mesma temperatura e pelo mesmo período de tempo não levaram à febre. diferença dependente no peso corporal. camundongos de peso. Comparado a temperaturas próximas à termoneutra ou à temperatura ambiente, o crescimento à temperatura ambiente resultou em camundongos DIO ou de peso normal em uma dieta rica em gordura, mas não em uma dieta de camundongo de peso normal, para ganhar relativamente menos peso. corpo. Apoiado por outros estudos17,18,19,20,21, mas não por todos22,23.
A capacidade de criar um microambiente para reduzir a perda de calor é hipotetizada para deslocar a neutralidade térmica para a esquerda8, 12. Em nosso estudo, tanto a adição de material de nidificação quanto a ocultação reduziram a EE, mas não resultaram em neutralidade térmica até 28 °C. Portanto, nossos dados não sustentam que o ponto baixo de termoneutralidade em camundongos adultos de joelho único, com ou sem casas ambientalmente enriquecidas, deva ser de 26-28 °C, como mostrado8,12, mas sustenta outros estudos que mostram temperaturas de termoneutralidade de 30 °C em camundongos de ponto baixo7, 10, 24. Para complicar as coisas, o ponto termoneutro em camundongos demonstrou não ser estático durante o dia, pois é menor durante a fase de repouso (luz), possivelmente devido à menor produção de calorias como resultado da atividade e da termogênese induzida pela dieta. Assim, na fase clara, o ponto inferior de neutralidade térmica acaba sendo ~29°С, e na fase escura, ~33°С25.
Em última análise, a relação entre a temperatura ambiente e o consumo total de energia é determinada pela dissipação de calor. Nesse contexto, a razão entre a área de superfície e o volume é um determinante importante da sensibilidade térmica, afetando tanto a dissipação de calor (área de superfície) quanto a geração de calor (volume). Além da área de superfície, a transferência de calor também é determinada pelo isolamento (taxa de transferência de calor). Em humanos, a massa gorda pode reduzir a perda de calor criando uma barreira isolante ao redor da estrutura corporal, e foi sugerido que a massa gorda 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 da curva). temperatura ambiente em comparação com o EE)12. Nosso estudo não foi projetado para avaliar diretamente essa suposta relação porque os dados de composição corporal foram coletados 9 dias antes da coleta dos dados de gasto energético e porque a massa gorda não se manteve estável ao longo do estudo. No entanto, como camundongos com peso normal e DIO apresentam EE 30% menor a 30 °C do que a 22 °C, apesar de uma diferença de pelo menos 5 vezes na massa gorda, nossos dados não sustentam que a obesidade deva fornecer isolamento básico. fator, pelo menos não na faixa de temperatura investigada. Isso está de acordo com outros estudos mais bem desenhados para explorar isso4,24. Nesses estudos, o efeito isolante da obesidade foi pequeno, mas descobriu-se que o pelo fornece 30-50% do isolamento térmico total4,24. No entanto, em camundongos mortos, a condutividade térmica aumentou em cerca de 450% imediatamente após a morte, sugerindo que o efeito isolante do pelo é necessário para que mecanismos fisiológicos, incluindo a vasoconstrição, funcionem. Além das diferenças entre espécies de pelo entre camundongos e humanos, o fraco efeito isolante da obesidade em camundongos também pode ser influenciado pelas seguintes considerações: O fator isolante da massa gorda humana é mediado principalmente pela massa gorda subcutânea (espessura)26,27. Tipicamente em roedores Menos de 20% da gordura animal total28. Além disso, a massa gorda total pode nem ser uma medida subótima do isolamento térmico de um indivíduo, pois tem sido argumentado que o isolamento térmico melhorado é compensado pelo aumento inevitável da área de superfície (e, portanto, pelo aumento da perda de calor) à medida que a massa gorda aumenta.
Em camundongos com peso normal, as concentrações plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT e AST em jejum não se alteraram 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 similaridade na massa gorda, 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 camundongos a 22 °C também não tivessem um balanço energético negativo geral neste estado (à medida que ganhavam peso), no final do estudo eles eram relativamente mais deficientes em energia em comparação com camundongos criados a 30 °C, em condições como alta produção de cetonas pelo corpo (3-GB) e uma diminuição na concentração de glicerol e TG no plasma. No entanto, diferenças dependentes de temperatura na lipólise não parecem ser o resultado de mudanças intrínsecas na gordura epididimal ou inguinal, como mudanças na expressão da lipase responsiva ao adipohormônio, uma vez que os AGL e o glicerol liberados da gordura extraída desses depósitos estão entre os grupos de temperatura são semelhantes entre si. Embora não tenhamos investigado o tônus simpático no estudo atual, outros descobriram que ele (com base na frequência cardíaca e na pressão arterial média) é linearmente relacionado à temperatura ambiente em camundongos e é aproximadamente menor a 30 °C do que a 22 °C 20% C Assim, diferenças dependentes de temperatura no tônus simpático podem desempenhar um papel na lipólise em nosso estudo, mas uma vez que um aumento no tônus simpático estimula em vez de inibir a lipólise, outros mecanismos podem neutralizar essa diminuição em camundongos cultivados. Papel potencial na quebra da gordura corporal. Temperatura ambiente. Além disso, parte do efeito estimulatório do tônus simpático na lipólise é indiretamente mediado pela forte inibição da secreção de insulina, destacando o efeito da suplementação que interrompe a insulina na lipólise30, mas em nosso estudo, a insulina plasmática em jejum e o tônus simpático do peptídeo C em diferentes temperaturas não foram suficientes para alterar a lipólise. Em vez disso, descobrimos que as diferenças no estado energético foram provavelmente o principal contribuinte para essas diferenças em camundongos DIO. As razões subjacentes que levam a uma melhor regulação da ingestão alimentar com EE em camundongos com peso normal requerem mais estudos. Em geral, no entanto, a ingestão alimentar é controlada por sinais homeostáticos e hedônicos31,32,33. Embora haja debate sobre qual dos dois sinais é quantitativamente mais importante,31,32,33 é bem conhecido que o consumo a longo prazo de alimentos ricos em gordura leva a um comportamento alimentar mais baseado no prazer que, até certo ponto, não está relacionado à homeostase. . – ingestão alimentar regulada34,35,36. Portanto, o aumento do comportamento alimentar hedônico de camundongos DIO tratados com 45% de HFD pode ser uma das razões pelas quais esses camundongos não equilibraram a ingestão de alimentos com EE. Curiosamente, diferenças no apetite e nos hormônios reguladores da glicose no sangue também foram observadas nos camundongos DIO com temperatura controlada, mas não em camundongos com peso normal. Em camundongos DIO, os níveis plasmáticos de leptina 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, a menor massa gorda em camundongos a 22 °C certamente desempenharam um papel importante, já que a massa gorda e a leptina plasmática são altamente correlacionadas37. No entanto, a interpretação do sinal do glucagon é mais intrigante. Assim como com a insulina, a secreção de glucagon foi fortemente inibida por um aumento no tônus simpático, mas o tônus simpático mais alto foi previsto para ser no grupo de 22 °C, que tinha as maiores concentrações plasmáticas de glucagon. A insulina é outro forte regulador do glucagon plasmático, e a resistência à insulina e o diabetes tipo 2 estão fortemente associados à hiperglucagonemia em jejum e pós-prandial 38,39 . No entanto, os camundongos DIO em nosso estudo também eram insensíveis à insulina, então este também não poderia ser o principal fator no aumento da sinalização de glucagon no grupo de 22 °C. O conteúdo de gordura hepática também está positivamente associado a um aumento na concentração plasmática de glucagon, cujos mecanismos, por sua vez, podem incluir resistência hepática ao glucagon, diminuição da produção de ureia, aumento das concentrações circulantes de aminoácidos e aumento da secreção de glucagon estimulada por aminoácidos 40,41,42 . No entanto, uma vez que as concentrações extraíveis de glicerol e TG não diferiram entre os grupos de temperatura em nosso estudo, este também não poderia ser um fator potencial no aumento das concentrações plasmáticas no grupo de 22 °C. A triiodotironina (T3) desempenha um papel crítico na taxa metabólica geral e no início da defesa metabólica contra a hipotermia 43,44 . Assim, a concentração plasmática de T3, possivelmente controlada por mecanismos mediados centralmente,45,46 aumenta tanto em camundongos quanto em humanos em condições menos que termoneutras47, embora o aumento em humanos seja menor, o que é mais predisposto a camundongos. Isso é consistente com a perda de calor para o ambiente. Não medimos as concentrações plasmáticas de T3 no estudo atual, mas as concentrações podem ter sido menores no grupo de 30 °C, o que pode explicar o efeito desse grupo nos níveis plasmáticos de glucagon, já que nós (Figura 5a atualizada) e outros demonstramos que o T3 aumenta o glucagon plasmático de maneira dose-dependente. Foi relatado que os hormônios tireoidianos induzem a expressão de FGF21 no fígado. Assim como o glucagon, as concentrações plasmáticas de FGF21 também aumentaram com as concentrações plasmáticas de T3 (Fig. 5b suplementar 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 para essa discrepância requerem mais estudos, mas a indução de FGF21 induzida por T3 deve ocorrer em níveis mais altos de exposição a T3 em comparação à resposta de glucagon induzida por T3 observada (Fig. 5b Suplementar).
Foi demonstrado que a HFD está 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 com peso normal mantidos a 30 °C melhoraram significativamente a tolerância à glicose. A razão para essa diferença requer mais estudos, mas pode ser influenciada pelo fato de que os camundongos DIO em nosso estudo eram resistentes à insulina, com concentrações de peptídeo C no plasma em jejum e concentrações de insulina 12 a 20 vezes maiores do que em camundongos com 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 quaisquer potenciais efeitos benéficos da exposição a condições termoneutras para melhorar a tolerância à glicose. Um possível fator de confusão é que, por razões práticas, o OGTT é realizado à temperatura ambiente. Assim, camundongos alojados em temperaturas mais altas apresentaram choque frio leve, o que pode afetar a absorção/depuração de glicose. No entanto, com base em concentrações semelhantes de glicemia de jejum em diferentes grupos de temperatura, as mudanças na temperatura ambiente podem não ter afetado significativamente os resultados.
Como mencionado anteriormente, recentemente foi destacado que o aumento da temperatura ambiente pode atenuar algumas reações ao estresse pelo frio, o que pode questionar a transferibilidade dos dados de camundongos para humanos. No entanto, não está claro qual é a temperatura ideal para manter camundongos que imitem a fisiologia humana. A resposta a essa pergunta também pode ser influenciada pela área de estudo e pelo desfecho em estudo. Um exemplo disso é o efeito da dieta no acúmulo de gordura no fígado, na tolerância à glicose e na resistência à insulina19. Em termos de gasto energético, alguns pesquisadores acreditam que a termoneutralidade é a temperatura ideal para a criação, já que os humanos requerem pouca energia extra para manter sua temperatura corporal central, e eles definem a temperatura de um único colo para camundongos adultos como 30°C7,10. Outros pesquisadores acreditam que uma temperatura comparável à que os humanos normalmente experimentam com camundongos adultos em um joelho é de 23-25°C, pois descobriram que a termoneutralidade é de 26-28°C e, com base no fato de os humanos serem cerca de 3°C mais baixos, sua temperatura crítica inferior, 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 a 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25, indicando que 23-25°C é muito baixo. Outro fator importante a ser considerado em relação à temperatura ambiente e à termoneutralidade em camundongos é o alojamento individual ou em grupo. Quando os camundongos foram alojados em grupos em vez de 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 interespecífica mais importante a esse respeito seja a significância quantitativa da atividade do BAT como defesa contra a hipotermia. Assim, enquanto os camundongos compensaram amplamente sua maior perda calórica aumentando a atividade do BAT, que é superior a 60% do EE a 5°C isoladamente,51,52 a contribuição da atividade do BAT humano para o EE foi significativamente maior, muito menor. Portanto, reduzir a atividade do BAT pode ser uma maneira importante de aumentar a tradução humana. A regulação da atividade do BAT é complexa, mas frequentemente é mediada pelos efeitos combinados da estimulação adrenérgica, hormônios tireoidianos e expressão de UCP114,54,55,56,57. Nossos dados indicam que a temperatura precisa ser elevada acima de 27,5°C em comparação com camundongos a 22°C para detectar diferenças na expressão dos genes BAT 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 de 22°C porque Ucp1, Adrb2 e Vegf-a foram regulados negativamente no grupo de 22°C. A causa raiz desses resultados inesperados ainda precisa ser determinada. Uma possibilidade é que sua expressão aumentada pode não refletir um sinal de temperatura ambiente elevada, mas sim um efeito agudo de movê-los de 30°C para 22°C no dia da remoção (os camundongos experimentaram isso 5-10 minutos antes da decolagem).
Uma limitação geral do nosso estudo é que estudamos apenas camundongos machos. Outras pesquisas sugerem que o gênero pode ser uma consideração importante em nossas indicações primárias, já que camundongos fêmeas de joelho único são mais sensíveis à temperatura devido à maior condutividade térmica e à manutenção de temperaturas internas mais rigorosamente controladas. Além disso, camundongos fêmeas (em dieta rica em gordura) mostraram uma maior associação da 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 subtermonetral é maior, mas tem o mesmo padrão que em camundongos machos. Em nosso estudo, focamos em camundongos machos de joelho único, pois essas são as condições sob as quais a maioria dos estudos metabólicos que examinam EE são conduzidos. Outra limitação do nosso estudo foi que os camundongos estavam na mesma dieta durante todo o estudo, o que impediu o estudo da importância da temperatura ambiente para a flexibilidade metabólica (medida pelas mudanças de RER para mudanças dietéticas em várias composições de macronutrientes). em camundongos fêmeas e machos mantidos a 20 °C em comparação com camundongos correspondentes mantidos a 30 °C.
Em conclusão, nosso estudo mostra que, como em outros estudos, camundongos com peso normal na volta 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 relações temperatura:EE semelhantes em camundongos DIO e com peso normal. Enquanto a ingestão de alimentos de camundongos com peso normal foi consistente com o EE e, portanto, manteve um peso corporal estável em toda a faixa de temperatura, a ingestão de alimentos de camundongos DIO foi a mesma em diferentes temperaturas, resultando em uma proporção maior de camundongos a 30 °C. a 22 °C ganharam mais peso corporal. No geral, estudos sistemáticos examinando a importância potencial de viver abaixo de temperaturas termoneutras são justificados devido à baixa tolerabilidade frequentemente observada entre estudos com camundongos e humanos. Por exemplo, em estudos de obesidade, uma explicação parcial para a traduzibilidade geralmente mais pobre pode ser devido ao fato de que estudos de perda de peso em murinos geralmente são realizados em animais moderadamente estressados pelo frio, mantidos em temperatura ambiente devido ao seu EE aumentado. Perda de peso exagerada em relação ao peso corporal esperado de uma pessoa, em particular se o mecanismo de ação depende do aumento do EE pelo aumento da atividade do BAP, que é mais ativo e ativado à temperatura ambiente do que a 30°C.
De acordo com a Lei Dinamarquesa de Experimentação Animal (1987) e os Institutos Nacionais de Saúde (Publicação nº 85-23) e a Convenção Europeia para a Proteção de Vertebrados usados para Fins Experimentais e Outros Fins Científicos (Conselho da Europa nº 123, Estrasburgo, 1985).
Camundongos C57BL/6J machos com vinte semanas de idade foram obtidos da Janvier Saint Berthevin Cedex, França, e receberam ração padrão ad libitum (Altromin 1324) e água (~22°C) após um ciclo claro:escuro de 12:12 horas, em temperatura ambiente. Camundongos DIO machos (20 semanas) foram obtidos do mesmo fornecedor e receberam acesso ad libitum a uma dieta rica em gordura com 45% (Cat. No. D12451, Research Diet Inc., NJ, EUA) e água em condições de criação. Os camundongos foram adaptados ao ambiente uma semana antes do início do estudo. Dois dias antes da transferência para o sistema de calorimetria indireta, os camundongos foram pesados, submetidos a 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 camundongos foram transferidos para um sistema de calorimetria indireta fechado e com temperatura controlada na Sable Systems Internationals (Nevada, EUA), que incluía monitores de qualidade de alimentos e água e uma estrutura Promethion BZ1 que registrava os níveis de atividade medindo as quebras do feixe. XYZ. Os camundongos (n = 8) foram alojados individualmente a 22, 25, 27,5 ou 30 °C usando cama, mas sem abrigo e material de nidificação em um ciclo claro:escuro de 12:12 horas (luz: 06:00–18:00). 2500 ml/min. Os camundongos foram aclimatados por 7 dias antes do registro. Os registros foram coletados quatro dias consecutivos. Depois disso, os camundongos foram mantidos nas respectivas temperaturas de 25, 27,5 e 30 °C por mais 12 dias, após os quais os concentrados celulares foram adicionados conforme descrito abaixo. Enquanto isso, grupos de camundongos mantidos a 22°C foram mantidos nessa temperatura por mais dois dias (para coletar novos dados de linha de base) e, em seguida, a temperatura foi aumentada em etapas de 2°C a cada dois dias no início da fase de luz (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, peles foram adicionadas 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), material de nidificação (8-10 g) foi adicionado a todas as células no início do ciclo de luz (06:00) e os dados foram coletados por mais três dias. Assim, no final do estudo, camundongos mantidos a 22°C foram mantidos nessa temperatura por 21/33 dias e a 22°C pelos últimos 8 dias, enquanto camundongos em outras temperaturas foram mantidos nessa temperatura por 33 dias. /33 dias. Os ratos foram alimentados durante o período do estudo.
Camundongos de peso normal e DIO seguiram os mesmos procedimentos de estudo. No dia -9, os camundongos foram pesados, submetidos a ressonância magnética e divididos em grupos comparáveis em peso corporal e composição corporal. No dia -7, os camundongos foram transferidos para um sistema fechado de calorimetria indireta com temperatura controlada, fabricado pela SABLE Systems International (Nevada, EUA). Os camundongos foram alojados individualmente com cama, mas sem materiais de ninho ou abrigo. A temperatura foi 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). Posteriormente, os camundongos mantidos a 25, 27,5 e 30 °C foram mantidos em condições constantes até o 17º dia. Ao mesmo tempo, a temperatura no grupo de 22 °C foi aumentada em intervalos de 2 °C em dias alternados, 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 base para tratamentos subsequentes. Peles foram adicionadas a todos os camundongos no dia 17, e material de nidificação foi adicionado no dia 20 (Fig. 5). No 23º dia, os camundongos foram pesados e submetidos a exames de ressonância magnética, e então deixados sozinhos por 24 horas. No dia 24, os camundongos foram submetidos a jejum desde o início do fotoperíodo (06:00) e receberam OGTT (2 g/kg) às 12:00 (6-7 horas de jejum). Posteriormente, os camundongos foram devolvidos às suas respectivas condições SABLE e eutanasiados no segundo dia (dia 25).
Os camundongos DIO (n = 8) seguiram o mesmo protocolo dos camundongos com peso normal (conforme descrito acima e na Figura 8). Os camundongos mantiveram 45% de HFD durante todo o experimento de gasto energético.
VO2 e VCO2, bem como a pressão de vapor de água, foram registrados a uma frequência de 1 Hz com uma constante de tempo de célula de 2,5 min. A ingestão de comida e água foi coletada por registro contínuo (1 Hz) do peso dos baldes de comida e água. O monitor de qualidade usado relatou uma resolução de 0,002 g. Os níveis de atividade foram registrados usando um monitor de matriz de feixe 3D XYZ, os dados foram coletados a 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 EE e RER e filtrando outliers (por exemplo, eventos de refeição falsa). O macro intérprete é configurado para emitir 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 da glicose pós-prandial, regulando a secreção de hormônios metabolizadores da glicose. Para testar essa hipótese, finalmente concluímos um estudo de temperatura corporal provocando camundongos de peso normal com uma dose oral de glicose (2 g/kg) de DIO. Os métodos são descritos em detalhes em materiais adicionais.
Ao final do estudo (dia 25), os camundongos foram submetidos a jejum de 2 a 3 horas (começando às 6h), anestesiados com isoflurano e submetidos à sangria completa por punção venosa retroorbitária. A quantificação de lipídios plasmáticos, hormônios e lipídios no fígado é descrita em Materiais Suplementares.
Para investigar se a temperatura da carapaça causa alterações intrínsecas no tecido adiposo que afetam a lipólise, o tecido adiposo inguinal e epididimal foi excisado diretamente de camundongos após o último estágio de sangramento. Os tecidos foram processados utilizando o ensaio de lipólise ex vivo recentemente desenvolvido, descrito em Métodos Suplementares.
O tecido adiposo marrom (TAM) foi coletado no dia do término do estudo e processado conforme descrito nos métodos suplementares.
Os dados são apresentados como média ± erro padrão do erro padrão (EPM). 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 pareado, ANOVA unidirecional/bidirecional de medidas repetidas 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 de D'Agostino-Pearson antes do teste. O tamanho da amostra é indicado na seção correspondente da seção "Resultados", bem como na legenda. Repetição é definida como qualquer medida tomada no mesmo animal (in vivo ou em uma amostra de tecido). Em termos de reprodutibilidade dos dados, uma associação entre gasto energético e temperatura do caso foi demonstrada em quatro estudos independentes usando camundongos diferentes com um delineamento de estudo semelhante.
Protocolos experimentais detalhados, materiais e dados brutos estão disponíveis mediante solicitação razoável do autor principal, Rune E. Kuhre. Este estudo não gerou novos reagentes exclusivos, linhagens animais/celulares transgênicas ou dados de sequenciamento.
Para mais informações sobre o desenho do estudo, consulte o resumo do Nature Research Report vinculado a este artigo.
Todos os dados formam um gráfico. Os dados de 1 a 7 foram depositados no repositório do banco de dados Science, número de acesso: 1253.11.sciencedb.02284 ou https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284. Os dados apresentados no ESM podem ser enviados para Rune E Kuhre após testes razoáveis.
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Horário da publicação: 28 de outubro de 2022
