Obrigado por visitar Nature.com.A versão do navegador que você está usando tem suporte CSS limitado.Para obter a melhor experiência, recomendamos que você use um navegador atualizado (ou desative o Modo de compatibilidade no Internet Explorer).Enquanto isso, para garantir o suporte contínuo, renderizaremos o site sem estilos e JavaScript.
A maioria dos estudos metabólicos em camundongos é realizada em temperatura ambiente, embora nessas condições, ao contrário dos humanos, os camundongos gastem muita energia mantendo a temperatura interna.Aqui, descrevemos peso normal e obesidade induzida por dieta (DIO) em camundongos C57BL/6J alimentados com chow chow ou uma dieta rica em gordura de 45%, respectivamente.Camundongos foram colocados por 33 dias a 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 em ambos os modelos de camundongos.Em camundongos com peso normal, a ingestão de alimentos compensou o EE.Por outro lado, os camundongos DIO não diminuíram a ingestão de alimentos quando o EE diminuiu.Assim, ao 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 humana, e é frequentemente o animal padrão usado nos estágios iniciais da descoberta e desenvolvimento de drogas.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 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 área de superfície em relação à massa difere 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, por isso são mais sensíveis à temperatura, mais propensos à hipotermia e têm uma taxa metabólica basal média dez vezes maior que a dos humanos.À temperatura ambiente padrão (~22°C), os camundongos devem aumentar seu gasto total de energia (EE) em cerca de 30% para manter a temperatura corporal central.Em temperaturas mais baixas, EE aumenta ainda mais em cerca de 50% e 100% a 15 e 7°C em comparação com EE a 22°C.Assim, as condições padrão de alojamento induzem uma resposta ao estresse frio, o que pode comprometer a transferibilidade dos resultados do camundongo para os humanos, já que os humanos que vivem nas sociedades modernas passam a maior parte do tempo em condições termoneutras (porque nossa menor proporção de superfície em relação ao volume nos torna menos sensíveis a temperatura, à medida que criamos uma zona termoneutra (TNZ) ao nosso redor. EE acima da taxa metabólica basal) abrange ~ 19 a 30 ° C6, enquanto os camundongos têm uma banda mais alta e mais estreita abrangendo apenas 2–4 ° C7,8 Na verdade, isso é importante aspecto tem recebido atenção considerável nos últimos anos4,7,8,9,10,11,12 e tem sido sugerido que algumas “diferenças de espécies” podem ser atenuadas pelo aumento da temperatura da casca 9. No entanto, não há consenso sobre a faixa de temperatura que constitui termoneutralidade em camundongos.Assim, se a temperatura crítica mais baixa na faixa termoneutra em camundongos de joelho único é 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 a dias, portanto, até que ponto a exposição prolongada a diferentes temperaturas pode afetar os parâmetros metabólicos, como o peso corporal, não está claro.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 até que ponto a dieta pode influenciar esses parâmetros (camundongos DIO em uma dieta rica em gordura podem ser mais orientados para uma dieta baseada em 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 círculo único responderam de maneira semelhante às mudanças na temperatura do compartimento em termos de EE e independentemente da condição do compartimento (com ou sem material de abrigo/ninho).No entanto, enquanto camundongos com peso normal ajustaram sua ingestão de alimentos de acordo com EE, a ingestão de alimentos de camundongos DIO foi amplamente independente de EE, resultando em camundongos ganhando mais peso.De acordo com os dados de peso corporal, as concentrações plasmáticas de lipídios e corpos cetônicos mostraram que os camundongos DIO a 30°C tiveram um balanço energético mais positivo do que os camundongos a 22°C.As razões subjacentes para as diferenças no equilíbrio da ingestão de energia e EE entre camundongos com peso normal e DIO requerem mais estudos, mas podem estar relacionadas a alterações fisiopatológicas em camundongos DIO e o efeito da dieta baseada no 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 troca respiratória (RER) foi independente da temperatura (Fig. 1c, d).A ingestão de alimentos foi consistente com a dinâmica de 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 06:00 horas por dia (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) (o 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 cumulativo (m) e j nível de atividade total (m/24h) .).Os camundongos foram mantidos na temperatura indicada por 48 horas.Os dados apresentados 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 de um fator seguidas 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, EE aumentou linearmente com a diminuição da temperatura e, neste caso, EE também foi cerca de 30% maior a 22°C em comparação com 30°C (Fig. 2a,b).RER não mudou em diferentes temperaturas (Fig. 2c, d).Em contraste com camundongos com peso normal, a ingestão de alimentos não foi consistente com EE em função da temperatura ambiente.A ingestão de alimentos, ingestão de água e 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 a aclimatação por dois dias, os dados basais foram coletados.Posteriormente, 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) (o 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 cumulativo (m) e j nível de atividade total (m/24h) .).Os camundongos foram mantidos na temperatura indicada por 48 horas.Os dados apresentados para 24, 26, 28 e 30°C referem-se às últimas 24 horas de cada ciclo.Os camundongos foram mantidos em 45% de HFD até o final do estudo.A significância estatística foi testada por medições repetidas de ANOVA de um fator seguidas 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, ***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 em uma determinada temperatura.Os camundongos foram divididos em quatro grupos para minimizar as alterações estatísticas na média e desvio padrão do peso corporal, gordura e peso corporal normal (Fig. 3a-c).Após 7 dias de aclimatação, foram registrados 4,5 dias de EE.A EE é significativamente afetada 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).Em comparação com outros grupos, o RER do grupo de 25°C foi um pouco reduzido e não houve diferenças entre os demais grupos (Fig. 3f,g).A ingestão de alimentos paralela ao padrão EE a 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 levou a diferenças de peso corporal, massa magra e massa gorda entre os grupos (Fig. 3n-s), mas resultou em uma diminuição da massa corporal magra de aproximadamente 15% em comparação com pontuações autorreferidas (Fig. 3n-s).3b, r, c)) e a massa gorda aumentou 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 EE e RER precisos.
- 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 Relação de troca respiratória (RER) (VCO2/VO2).g RER médio (VCO2/VO2).h Consumo alimentar total (g).i Consumo alimentar médio (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 alteração no peso corporal (de -8º para 18º dia), p massa magra no 18º dia, q alteração na massa magra (de -8º para 18º dia), r massa gorda no dia 18 , e alteração na massa gorda (de -8 para 18 dias).A significância estatística de medidas repetidas foi testada por Oneway-ANOVA seguida pelo teste de comparações múltiplas 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 (18:00-06:00 h) 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, ingestão de água e atividade não foram significativamente afetados pela temperatura (Figs. 4h–m).Após 33 dias de criação, os camundongos a 30°C tinham um peso corporal significativamente maior do que os camundongos a 22°C (Fig. 4n).Em comparação com seus respectivos pontos de linha de base, os camundongos criados a 30°C tinham pesos corporais significativamente maiores do que os camundongos criados a 22°C (média ± erro padrão da média: Fig. 4o).O ganho de peso relativamente maior foi devido a um aumento na massa gorda (Fig. 4p, q) em vez de um aumento na massa magra (Fig. 4r, s).Consistente com o valor EE mais baixo a 30°C, a expressão de vários genes BAT que aumentam a função/atividade 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 (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 foram significativamente elevados.Em comparação com o grupo de 22 °C, os camundongos mantidos a 25 °C e 27,5 °C não apresentaram alteração (Figura 1 complementar).
- 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 Relação de troca respiratória (RER, VCO2/VO2).g RER médio (VCO2/VO2).h Consumo alimentar total (g).i Consumo alimentar médio (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 dia 23 (g), o Alteração no peso corporal, p Massa magra, q Alteração na massa magra (g) no dia 23 em comparação com o dia 9, Alteração na massa gorda (g) no 23º dia, gordura massa (g) em comparação com o dia 8, dia 23 em comparação com o -8º dia.A significância estatística de medidas repetidas foi testada por Oneway-ANOVA seguida pelo teste de comparações múltiplas 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 (18:00-06:00 h) 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.
Como os humanos, os camundongos geralmente criam microambientes para reduzir a perda de calor para o meio ambiente.Para quantificar a importância desse ambiente para EE, avaliamos EE a 22, 25, 27,5 e 30°C, com ou sem proteção de couro e material de nidificação.A 22°C, a adição de películas padrão reduz o EE em cerca de 4%.A subsequente adição de material de nidificação reduziu o EE em 3–4% (Fig. 5a,b).Nenhuma mudança significativa em RER, ingestão de alimentos, ingestão de água ou níveis de atividade foi observada com a adição de casas ou peles + 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, nesses experimentos, EE diminuiu com o aumento da temperatura, neste caso cerca de 57% menor que EE a 30°C em comparação com 22°C (Fig. 5c-h).A mesma análise foi realizada apenas para a fase clara, onde o EE estava mais próximo da taxa metabólica basal, já que neste caso os camundongos descansaram principalmente na pele, resultando em tamanhos de efeito comparáveis em diferentes temperaturas (Fig. Complementar. 2a-h) .
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 salas a, c, e e g a 22, 25, 27,5 e 30 °C, b, d, f e h significa EE (kcal/h).ip Dados para camundongos alojados a 22°C: i frequência respiratória (RER, VCO2/VO2), j RER médio (VCO2/VO2), k ingestão alimentar cumulativa (g), l ingestão alimentar média (g/24 h), m ingestão total de água (mL), n ingestão média de água AUC (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 de medidas repetidas foi testada por Oneway-ANOVA seguida pelo teste de comparações múltiplas 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 de peso normal (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), a glicemia basal (5-6 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 de pico 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 com os 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 de pico 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 com os 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, но как пиковая концентрация, так и площадь приращения под кривыми (iAUC) (15–120 мин) были ниже в группе мышей, содержащихся при 30 °C (отдельные временные точки: P < 0,05–P < 0,0001, рис. 6k, l) по сравнению с мышами, содержащимися при 22, 25 и 27,5 ° C (которые не различались между между). 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 de 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，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 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 但 在 在 在 30 ° C 饲养 鼠组 中 ， ， 浓度 和 下 增加 面积 面积 (iac) (15-120 分钟) 均 低 低 个 点 点 点 点)点 点: P < 0,05–P < 0,0001，图6k，l）与饲养在22、25和27.5°C 的小鼠（彼此之间没有差异）相比。A 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, Fig.6l, l) em comparação com camundongos mantidos a 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(al) machos adultos após 33 dias de alimentação na temperatura indicada .Os camundongos não foram alimentados 2-3 horas antes da coleta de sangue.A exceção foi um teste oral de tolerância à glicose, que foi realizado dois dias antes do final do estudo em camundongos em jejum de 5 a 6 horas e mantidos em temperatura adequada por 31 dias.Os camundongos 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 em jejum por 2-3 horas), as concentrações plasmáticas de colesterol, HDL, ALT, AST e FFA não diferiram entre os grupos.Tanto TG quanto glicerol foram significativamente elevados no grupo de 30°C em comparação com o grupo de 22°C (Figuras 7a-h).Em contraste, 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 tivessem um balanço energético global positivo, conforme 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 amostragem foi menor do que a 22°C C.° C.Camundongos criados a 30 ° C estavam em um estado relativamente mais energeticamente negativo.Consistente com isso, as concentrações hepáticas de glicerol e TG extraíveis, mas não de glicogênio e colesterol, foram maiores no grupo de 30 °C (Fig. 3a-d suplementar).Para investigar se as diferenças dependentes da temperatura na lipólise (conforme medido pelo plasma TG e glicerol) são o resultado de alterações internas na gordura epididimal ou inguinal, extraímos tecido adiposo desses estoques no final do estudo e quantificamos os ácidos graxos livres ex vivo.e liberação de glicerol.Em todos os grupos experimentais, amostras de tecido adiposo de depósitos epididimais e inguinais mostraram um aumento de pelo menos duas vezes na produção de glicerol e AGL em resposta à estimulação com isoproterenol (Fig. 4a-d).No entanto, nenhum efeito da temperatura da casca na lipólise basal ou estimulada por isoproterenol foi encontrado.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).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 comparado duas vezes a 30°C.DE.Grupo C (Fig. 7l).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 diferia entre camundongos alojados 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 em iAUC (15–120 min) e concentrações em diferentes pontos de tempo 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 DIO (ao) machos adultos após 33 dias de alimentação.temperatura especificada.Os camundongos não foram alimentados 2-3 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 5-6 horas e mantidos em temperatura adequada 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 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, os 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 tornar os camundongos 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 até que ponto a exposição prolongada a várias temperaturas relevantes (do ambiente ao termoneutro) afeta a diferente homeostase energética de camundongos de peso normal (na alimentação) e camundongos DIO (no HFD) e parâmetros metabólicos, bem como a extensão ao qual eles foram capazes de equilibrar um aumento na EE com um aumento na ingestão de alimentos.O estudo apresentado neste artigo visa trazer alguma clareza a este tema.
Mostramos que em camundongos adultos de peso normal e camundongos DIO machos, 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 mouse.No entanto, uma diferença importante entre camundongos com peso normal e camundongos DIO é que, enquanto os camundongos com peso normal corresponderam a 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 causaram febre.diferença dependente no peso corporal.ratos de peso.Em comparação com temperaturas próximas do termoneutro 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.Suportado por outros estudos17,18,19,20,21 mas não por todos22,23.
Acredita-se que a capacidade de criar um microambiente para reduzir a perda de calor desloque a neutralidade térmica para a esquerda8, 12. Em nosso estudo, tanto a adição de material de aninhamento quanto a ocultação reduziram o EE, mas não resultaram em neutralidade térmica até 28°C.Assim, nossos dados não suportam que o ponto baixo de termoneutralidade em camundongos adultos de joelho único, com ou sem casas ambientalmente enriquecidas, deva ser 26-28°C como mostrado8,12, mas suporta outros estudos mostrando termoneutralidade.temperaturas de 30°C em camundongos de ponto baixo7, 10, 24. Para complicar, o ponto termoneutro em camundongos demonstrou não ser estático durante o dia, pois é mais baixo durante a fase de repouso (leve), possivelmente devido ao menor teor calórico produção como resultado da atividade e termogênese induzida pela dieta.Assim, na fase clara, o ponto inferior de neutralidade térmica é ~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 área de superfície e volume é um importante determinante 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 casca do corpo, e tem sido 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 EE)12.Nosso estudo não foi desenhado para avaliar diretamente esta relação putativa porque os dados de composição corporal foram coletados 9 dias antes dos dados de gasto energético serem coletados e porque a massa gorda não era estável ao longo do estudo.No entanto, uma vez que camundongos com peso normal e DIO têm 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 suportam que a obesidade deva fornecer isolamento básico.fator, pelo menos não na faixa de temperatura investigada.Isso está de acordo com outros estudos melhor desenhados para explorar isso4,24.Nesses estudos, o efeito isolante da obesidade foi pequeno, mas descobriu-se que a pele fornece 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 pelo é necessário para que os mecanismos fisiológicos, incluindo a vasoconstrição, funcionem.Além das diferenças entre espécies na pelagem 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% do total de gordura animal28.Além disso, a massa gorda total pode nem mesmo ser uma medida abaixo do ideal de isolamento térmico de um indivíduo, já que foi argumentado que o isolamento térmico aprimorado é compensado pelo inevitável aumento na área de superfície (e, portanto, maior perda de calor) à medida que a massa gorda aumenta..
Em camundongos de peso normal, as concentrações plasmáticas em jejum de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT e AST 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 como 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 ratos DIO.Embora os camundongos a 22°C também não tivessem um balanço energético negativo geral nesse 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 altas cetonas.produção pelo organismo (3-GB) e diminuição da 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 da lipase responsiva a adipohormônios, uma vez que os AGL e o glicerol liberados da gordura extraída desses depósitos estão entre os grupos 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) está linearmente relacionado à temperatura ambiente em camundongos e é aproximadamente mais baixo a 30°C do que a 22°C 20% C Assim, diferenças dependentes da temperatura no tônus simpático podem desempenhar um papel na lipólise em nosso estudo, mas como 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 do quarto.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 de interrupção da insulina na lipólise30, mas em nosso estudo, a insulina plasmática em jejum e o tônus simpático do peptídeo C em diferentes temperaturas foram insuficiente para alterar a lipólise.Em vez disso, descobrimos que as diferenças no status de energia provavelmente foram o principal contribuinte para essas diferenças em camundongos DIO.As razões subjacentes que levam a uma melhor regulação da ingestão de alimentos com EE em camundongos com peso normal requerem mais estudos.Em geral, porém, 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 prolongado de alimentos com alto teor de gordura leva a um comportamento alimentar mais prazeroso que, até certo ponto, não está relacionado a 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 medida 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 gorda em camundongos a 22°C certamente desempenhou um papel importante, já que a massa gorda e a leptina plasmática são altamente correlacionados37.No entanto, a interpretação do sinal do glucagon é mais intrigante.Tal como acontece com a insulina, a secreção de glucagon foi fortemente inibida por um aumento no tônus simpático, mas o tônus simpático mais alto foi previsto no grupo de 22°C, que apresentou 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 ao jejum e à hiperglucagonemia pós-prandial 38,39 .No entanto, os camundongos DIO em nosso estudo também eram insensíveis à insulina, portanto, esse também não poderia ser o principal fator no aumento da sinalização do glucagon no grupo de 22°C.O teor 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 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 de 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 centralmente mediados,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, pois nós (Figura 5a atualizada) e outros mostramos que O T3 aumenta o glucagon plasmático de maneira dependente da dose.Foi relatado que os hormônios tireoidianos 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 para essa discrepância requerem mais estudos, mas a indução de FGF21 acionada por T3 deve ocorrer em níveis mais altos de exposição a T3 em comparação com a resposta observada de glucagon acionada por T3 (Fig. 5b complementar).
Demonstrou-se que a HFD está fortemente associada à intolerância à glicose e à resistência à insulina (marcadores) em camundongos criados a 22°C.No entanto, a HFD não foi associada a tolerância diminuída à glicose ou 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 esta diferença requer um estudo mais aprofundado, mas pode ser influenciada pelo fato de que os camundongos DIO em nosso estudo eram resistentes à insulina, com concentrações plasmáticas de peptídeo C em jejum e concentrações de insulina 12-20 vezes maiores do que 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 efeitos benéficos potenciais 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 em temperatura ambiente.Assim, camundongos alojados em temperaturas mais altas experimentaram choque frio leve, o que pode afetar a absorção/depuração de glicose.No entanto, com base em concentrações semelhantes de glicose no sangue em 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 colocar em questão a transferibilidade dos dados do mouse para humanos.No entanto, não está claro qual é a temperatura ideal para manter os camundongos para imitar a fisiologia humana.A resposta a esta pergunta também pode ser influenciada pelo campo de estudo e pelo objetivo que está sendo estudado.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 de energia, alguns pesquisadores acreditam que a termoneutralidade é a temperatura ideal para a criação, pois os humanos requerem pouca energia extra para manter a temperatura corporal central e definem uma temperatura de volta única 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 a 25 ° C, pois descobriram que a termoneutralidade é de 26 a 28 ° C e com base em humanos sendo inferior a 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 baixo.Outro fator importante a considerar em relação à temperatura ambiente e 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 interespécies 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 BAT, que é superior a 60% EE a 5°C sozinho,51,52 a contribuição da atividade humana BAT para 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 BAT é complexa, mas muitas vezes é mediada pelos efeitos combinados de estimulação adrenérgica, hormônios tireoidianos e expressão de UCP114,54,55,56,57.Nossos dados indicam que a temperatura precisa ser aumentada acima de 27,5°C em comparação com camundongos a 22°C para detectar diferenças na expressão de 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 um joelho são mais sensíveis à temperatura devido à maior condutividade térmica e à manutenção de temperaturas centrais mais rigidamente controladas.Além disso, camundongos fêmeas (em HFD) apresentaram maior associação da ingestão energética 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 nas quais a maioria dos estudos metabólicos que examinam o 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 (conforme medido pelas mudanças no RER para mudanças na dieta 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 da volta 1 são termoneutros acima dos 27,5°C previstos.Além disso, nosso estudo mostra que a obesidade não é um fator de isolamento importante em camundongos com peso normal ou DIO, resultando em proporções semelhantes de temperatura:EE 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 que examinam a importância potencial de viver abaixo de temperaturas termoneutras são garantidos devido à baixa tolerabilidade frequentemente observada entre estudos em 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 os estudos de perda de peso em murinos são geralmente realizados em animais moderadamente estressados pelo frio mantidos à temperatura ambiente devido ao aumento de EE.Perda de peso exagerada em relação ao peso corporal esperado de uma pessoa, em particular se o mecanismo de ação depende do aumento da EE por aumento da atividade do BAP, que é mais ativo e ativado à temperatura ambiente do que a 30°C.
De acordo com a Lei Experimental Animal Dinamarquesa (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 machos C57BL/6J de vinte semanas de idade foram obtidos de Janvier Saint Berthevin Cedex, França, e receberam ração padrão ad libitum (Altromin 1324) e água (~22°C) após um ciclo de luz:escuridão de 12:12 horas.temperatura do quarto.Camundongos DIO machos (20 semanas) foram obtidos do mesmo fornecedor e receberam acesso ad libitum a uma dieta rica em gordura de 45% (Cat. No. D12451, Research Diet Inc., NJ, EUA) e água sob 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 projeto 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 água e alimentos e um quadro Promethion BZ1 que registrava níveis de atividade medindo quebras de feixe.XYZ.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 de luz:escuro de 12:12 horas (luz: 06:00-18:00) .2500ml/min.Os camundongos foram aclimatados por 7 dias antes do registro.As gravações foram coletadas quatro dias seguidos.Posteriormente, os camundongos foram mantidos nas respectivas temperaturas de 25, 27,5 e 30°C por mais 12 dias, após os quais os concentrados de células 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 então a temperatura foi aumentada em etapas de 2°C a cada dois dias no início da fase clara ( 06:00) até atingir 30°C Em seguida, a temperatura foi reduzida para 22°C e os dados foram coletados por mais dois dias.Após dois dias adicionais de registro 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, ao final do estudo, os camundongos mantidos a 22°C foram mantidos nessa temperatura por 21/33 dias e a 22°C nos últimos 8 dias, enquanto os camundongos em outras temperaturas foram mantidos nessa temperatura por 33 dias./33 dias.Os camundongos 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, digitalizados por 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 de temperatura controlada fabricado pela SABLE Systems International (Nevada, EUA).Os camundongos foram alojados individualmente com cama, mas sem materiais de nidificação ou 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).A partir daí, 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 a cada dois dias, ajustando o ciclo de temperatura (06:00 h) no início da exposição à luz (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 tratamentos subsequentes.As peles foram adicionadas a todos os camundongos no dia 17, e o 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 deixados sozinhos por 24 horas.No dia 24, os camundongos foram colocados em 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 sacrificados no segundo dia (dia 25).
Os camundongos DIO (n = 8) seguiram o mesmo protocolo dos camundongos de peso normal (conforme descrito acima e na Figura 8).Os camundongos mantiveram 45% de HFD durante todo o experimento de gasto de energia.
VO2 e VCO2, bem como a pressão de vapor d'água, foram registrados na 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 XYZ 3D, os dados foram coletados em 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 Sable Systems Macro Interpreter v.2.41, calculando EE e RER e filtrando valores discrepantes (por exemplo, eventos falsos de refeição).O interpretador de macro é configurado para enviar 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 metabolizadores da glicose.Para testar essa hipótese, finalmente concluímos um estudo de temperatura corporal provocando camundongos de peso normal com uma carga oral de glicose DIO (2 g/kg).Os métodos são descritos em detalhes em materiais adicionais.
No final do estudo (dia 25), os camundongos foram mantidos em jejum por 2-3 horas (começando às 06:00), anestesiados com isoflurano e completamente sangrados por punção venosa retroorbital.A quantificação de lipídios plasmáticos e hormônios e lipídios no fígado é descrita em Materiais Suplementares.
Para investigar se a temperatura da casca causa alterações intrínsecas no tecido adiposo afetando a lipólise, o tecido adiposo inguinal e epididimal foi excisado diretamente de camundongos após o último estágio de 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 conforme descrito nos métodos complementares.
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 pareado, ANOVA de medidas repetidas de uma via/duas vias seguida pelo teste de comparações múltiplas de Tukey ou ANOVA de uma via 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.Repetição é definida como qualquer medição feita no mesmo animal (in vivo ou em uma amostra de tecido).Em termos de reprodutibilidade de dados, uma associação entre o gasto de energia e a temperatura do caso foi demonstrada em quatro estudos independentes usando camundongos diferentes com um desenho 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 únicos, linhagens animais/celulares transgênicas ou dados de sequenciamento.
Para obter mais informações sobre o desenho do estudo, consulte o resumo do Nature Research Report vinculado a este artigo.
Todos os dados formam um gráfico.1-7 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 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. 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 de obesidade em humanos.Acta Farmacologia.crime 33, 173-181 (2012).
Gilpin, DA Cálculo da nova constante de Mie e determinação experimental do tamanho da queimadura.Burns 22, 607-611 (1996).
Gordon, SJ O sistema de termorregulação do mouse: suas implicações para a transferência de dados biomédicos para 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。 Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. A 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 com sobrepeso.J. Calorosamente.biologia.69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Temperaturas de alojamento ideais para camundongos para imitar o ambiente térmico dos humanos: um estudo experimental. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Temperaturas de alojamento ideais para camundongos para imitar o ambiente térmico dos humanos: um estudo experimental.Fischer, AW, Cannon, B. e Nedergaard, J. Temperaturas ótimas da casa para ratos para imitar o ambiente térmico humano: um estudo experimental. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B., e Nedergaard J. Temperatura de habitação ideal para camundongos simulando ambiente térmico humano: um estudo experimental.Moore.metabolismo.7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Qual é a melhor temperatura de alojamento para traduzir experimentos de camundongos para humanos? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Qual é a melhor temperatura de alojamento para traduzir experimentos de camundongos para humanos?Keyer J, Lee M e Speakman JR Qual é a melhor temperatura ambiente para transferir experimentos de camundongos para humanos? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Keijer, J., Li, M. & Speakman, JRKeyer J, Lee M e Speakman JR Qual é a temperatura ideal do invólucro para transferir experimentos de camundongos para humanos?Moore.metabolismo.25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ & MacDougald, OA Camundongos como modelos experimentais para a fisiologia humana: quando vários graus na temperatura do alojamento importam. Seeley, RJ & MacDougald, OA Camundongos como modelos experimentais para a fisiologia humana: quando vários graus na temperatura do alojamento importam. Seeley, RJ & MacDougald, OA. Seeley, RJ & MacDougald, OA Camundongos como modelos experimentais para a fisiologia humana: quando alguns graus em uma residência fazem a diferença. Seeley, RJ & MacDougald, OA Seeley, RJ & MacDougald, OA Seeley, rj e macdougald, oa ка э пеерименntos Seeley, RJ & MacDougald, camundongos OA como um modelo experimental de fisiologia humana: quando alguns graus de temperatura ambiente são importantes.metabolismo nacional.3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. A resposta para a pergunta “Qual é a melhor temperatura de alojamento para traduzir experimentos de camundongos para humanos?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. A resposta para a pergunta “Qual é a melhor temperatura de alojamento para traduzir experimentos de camundongos para humanos?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Resposta à pergunta “Qual é a melhor temperatura ambiente para transferir experimentos de camundongos para humanos?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. e Nedergaard J. Respostas à pergunta “Qual é a temperatura ideal do invólucro para transferir experimentos de camundongos para humanos?”Sim: termoneutro.Moore.metabolismo.26, 1-3 (2019).
Horário da postagem: 28 de outubro de 2022