Дзякуй за наведванне Nature.com.Версія браўзера, якую вы выкарыстоўваеце, мае абмежаваную падтрымку CSS.Для найлепшага вопыту мы рэкамендуем вам выкарыстоўваць абноўлены браўзер (або адключыць рэжым сумяшчальнасці ў Internet Explorer).Тым часам, каб забяспечыць бесперапынную падтрымку, мы будзем візуалізаваць сайт без стыляў і JavaScript.
Большасць метабалічных даследаванняў на мышах праводзіцца пры пакаёвай тэмпературы, хоць у гэтых умовах, у адрозненне ад людзей, мышы марнуюць шмат энергіі на падтрыманне ўнутранай тэмпературы.Тут мы апісваем нармальны вага і выкліканае дыетай атлусценне (DIO) у мышэй C57BL/6J, якіх кармілі чау-чау або дыетай з высокім утрыманнем тлушчу на 45% адпаведна.Мы паказваем, што расход энергіі лінейна ўзрастае ад 30°C да 22°C і прыкладна на 30% вышэй пры 22°C у абедзвюх мадэлях мышэй.У мышэй з нармальным вагой прыём ежы супрацьдзейнічаў ЭЭ.І наадварот, мышы DIO не памяншалі спажыванне ежы, калі EE зніжаўся.Дысбаланс у мышэй DIO можа быць звязаны з большай колькасцю дыет, заснаваных на задавальненні.
Мыш з'яўляецца найбольш часта выкарыстоўванай жывёльнай мадэллю для вывучэння фізіялогіі і патафізіялогіі чалавека і часта з'яўляецца жывёлай па змаўчанні, якая выкарыстоўваецца на ранніх стадыях адкрыцця і распрацоўкі лекаў.Тым не менш, мышы адрозніваюцца ад людзей некалькімі важнымі фізіялагічнымі параметрамі, і хаця аламетрычнае маштабаванне можа быць выкарыстана ў некаторай ступені для перакладу на людзей, велізарныя адрозненні паміж мышамі і людзьмі заключаюцца ў тэрмарэгуляцыі і энергетычным гамеастазе.Гэта дэманструе фундаментальную неадпаведнасць.Сярэдняя маса цела дарослых мышэй як мінімум у тысячу разоў менш, чым у дарослых асобін (50 г супраць 50 кг), а стаўленне плошчы паверхні да масы адрозніваецца прыкладна ў 400 разоў з-за нелінейнага геаметрычнага пераўтварэння, апісанага Мі. .Ураўненне 2. У выніку мышы губляюць значна больш цяпла ў параўнанні са сваім аб'ёмам, таму яны больш адчувальныя да тэмпературы, больш схільныя да пераахаладжэння і маюць сярэднюю хуткасць базальнага метабалізму ў дзесяць разоў вышэй, чым у чалавека.Пры стандартнай пакаёвай тэмпературы (~22°C) мышы павінны павялічыць свае агульныя выдаткі энергіі (EE) прыкладна на 30%, каб падтрымліваць тэмпературу асноўнага цела.Пры больш нізкіх тэмпературах EE павялічваецца яшчэ больш прыкладна на 50% і 100% пры 15 і 7°C у параўнанні з EE пры 22°C.Такім чынам, стандартныя ўмовы ўтрымання выклікаюць рэакцыю на халодны стрэс, што можа паставіць пад пагрозу магчымасць перадачы вынікаў мышэй чалавеку, паколькі людзі, якія жывуць у сучасным грамадстве, праводзяць большую частку часу ў тэрманейтральных умовах (паколькі наша меншае суадносіны плошчы паверхні да аб'ёму робіць нас менш адчувальнымі да тэмпература, калі мы ствараем тэрманейтральную зону (TNZ) вакол сябе. EE вышэй базальнага метабалізму) ахоплівае ад ~19 да 30°C6, у той час як у мышэй больш высокая і вузкая паласа ахоплівае толькі 2–4°C7,8 Фактычна, гэта важна У апошнія гады гэтаму аспекту надаецца значная ўвага 4, 7, 8, 9, 10, 11, 12, і было выказана здагадка, што некаторыя «відавыя адрозненні» могуць быць зменшаны шляхам павышэння тэмпературы абалонкі 9. Аднак няма адзінага меркавання адносна тэмпературнага дыяпазону што складае тэрманейтральнасць ў мышэй.Такім чынам, ці з'яўляецца ніжняя крытычная тэмпература ў тэрманейтральным дыяпазоне ў мышэй з адным каленам бліжэй да 25 ° C або бліжэй да 30 ° C4, 7, 8, 10, 12 застаецца спрэчным.EE і іншыя метабалічныя параметры былі абмежаваныя гадзінамі і днямі, таму незразумела, у якой ступені працяглае ўздзеянне розных тэмператур можа паўплываць на такія метабалічныя параметры, як маса цела.спажыванне, выкарыстанне субстрата, талерантнасць да глюкозы, канцэнтрацыі ліпідаў і глюкозы ў плазме і гармоны, якія рэгулююць апетыт.Акрамя таго, неабходныя дадатковыя даследаванні, каб высветліць, у якой ступені дыета можа ўплываць на гэтыя параметры (DIO мышы на дыеце з высокім утрыманнем тлушчу могуць быць больш арыентаваны на дыету, заснаваную на задавальненні (геданічную).Каб даць больш інфармацыі па гэтай тэме, мы вывучылі ўплыў тэмпературы вырошчвання на вышэйзгаданыя метабалічныя параметры ў дарослых самцоў мышэй з нармальнай вагой і мышэй-самцоў з атлусценнем, выкліканым дыетай (DIO), на дыеце з высокім утрыманнем тлушчу 45%.Мышэй утрымлівалі пры тэмпературы 22, 25, 27,5 або 30 ° C на працягу па меншай меры трох тыдняў.Тэмпература ніжэй за 22°C не вывучалася, таму што стандартная тэмпература ўтрымання жывёл рэдка бывае ніжэй пакаёвай.Мы выявілі, што мышы DIO з нармальнай вагой і з адным кругам аднолькава рэагавалі на змены тэмпературы ў вальеры з пункту гледжання EE і незалежна ад умоў вальера (з або без хованкі/матэрыялу для гнездавання).Аднак у той час як мышы з нармальнай вагой карэктавалі спажыванне ежы ў адпаведнасці з EE, спажыванне ежы мышэй DIO было ў значнай ступені незалежным ад EE, у выніку мышы набіралі большую вагу.Згодна з дадзенымі аб масе цела, плазменныя канцэнтрацыі ліпідаў і кетонавых тэл паказалі, што мышы DIO пры 30°C мелі больш станоўчы энергетычны баланс, чым мышы пры 22°C.Асноўныя прычыны адрозненняў у балансе спажывання энергіі і ЭЭ паміж мышамі з нармальным вагой і мышамі DIO патрабуюць далейшага вывучэння, але могуць быць звязаныя з патафізіялагічнымі зменамі ў мышэй DIO і эфектам дыеты, заснаванай на задавальненні, у выніку дыеты з атлусценнем.
EE лінейна ўзрастала ад 30 да 22 °C і была прыкладна на 30% вышэй пры 22 °C у параўнанні з 30 °C (мал. 1a,b).Частата дыхальнага абмену (RER) не залежала ад тэмпературы (мал. 1в, г).Спажыванне ежы адпавядала дынаміцы EE і павялічвалася з паніжэннем тэмпературы (таксама на ~30% вышэй пры 22°C у параўнанні з 30°C (мал. 1e,f). Спажыванне вады. Аб'ём і ўзровень актыўнасці не залежалі ад тэмпературы (мал. 1g ).-to).
Мышэй-самцоў (C57BL/6J, 20 тыдняў, асобнае ўтрыманне, n=7) змяшчалі ў метабалічныя клеткі пры 22°C на працягу аднаго тыдня да пачатку даследавання.Праз два дні пасля збору фонавых даных тэмпература павышалася з крокам 2°C у 06:00 у суткі (пачатак светлавой фазы).Дадзеныя прадстаўлены як сярэдняе ± стандартная памылка сярэдняга, а цёмная фаза (18:00–06:00 гадзін) прадстаўлена шэрым полем.a Выдатак энергіі (ккал/г), b Агульны расход энергіі пры розных тэмпературах (ккал/24 г), c Хуткасць дыхальнага абмену (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d Сярэдняе RER у светлавой і цемнаватай фазе (VCO2 /VO2) (нулявое значэнне вызначаецца як 0,7).e сукупнае спажыванне ежы (г), f агульнае спажыванне ежы за 24 гадзіны, г агульнае спажыванне вады за 24 гадзіны (мл), гадзіна агульнае спажыванне вады за 24 гадзіны, i сукупны ўзровень актыўнасці (м) і j агульны ўзровень актыўнасці (м/24 гадзіны).).Мышэй вытрымлівалі пры паказанай тэмпературы на працягу 48 гадзін.Даныя, паказаныя для 24, 26, 28 і 30°C, адносяцца да апошніх 24 гадзін кожнага цыклу.Мышэй кармілі на працягу ўсяго даследавання.Статыстычная значнасць была праверана паўторнымі вымярэннямі аднабаковага ANOVA з наступным тэстам множнага параўнання Т'юкі. *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.Былі разлічаны сярэднія значэння за ўвесь эксперыментальны перыяд (0-192 гадзіны).n = 7.
Як і ў выпадку мышэй з нармальным вагой, EE павялічваўся лінейна з паніжэннем тэмпературы, і ў гэтым выпадку EE таксама быў прыкладна на 30% вышэй пры 22 ° C у параўнанні з 30 ° C (мал. 2a, b).
Мышы могуць выкарыстоўваць 45% HFD ad libitum.Пасля акліматызацыі на працягу двух дзён былі сабраны зыходныя дадзеныя.У далейшым тэмпературу павышалі з крокам на 2°C праз дзень у 06:00 (пачатак светлавой фазы).Дадзеныя прадстаўлены як сярэдняе ± стандартная памылка сярэдняга, а цёмная фаза (18:00–06:00 гадзін) прадстаўлена шэрым полем.a Выдатак энергіі (ккал/г), b Агульны расход энергіі пры розных тэмпературах (ккал/24 г), c Хуткасць дыхальнага абмену (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d Сярэдняе RER у светлавой і цемнаватай фазе (VCO2 /VO2) (нулявое значэнне вызначаецца як 0,7).e сукупнае спажыванне ежы (г), f агульнае спажыванне ежы за 24 гадзіны, г агульнае спажыванне вады за 24 гадзіны (мл), гадзіна агульнае спажыванне вады за 24 гадзіны, i сукупны ўзровень актыўнасці (м) і j агульны ўзровень актыўнасці (м/24 гадзіны).).Даныя, паказаныя для 24, 26, 28 і 30°C, адносяцца да апошніх 24 гадзін кожнага цыклу.Мышэй падтрымлівалі пры 45% HFD да канца даследавання.Статыстычная значнасць была праверана паўторнымі вымярэннямі аднабаковага ANOVA з наступным тэстам множнага параўнання Т'юкі.Зорачкі паказваюць значэнне для пачатковага значэння 22°C, зацяненне паказвае значэнне паміж іншымі групамі, як паказана. *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.Былі разлічаны сярэднія значэння за ўвесь эксперыментальны перыяд (0-192 гадзіны).n = 7.
У іншай серыі эксперыментаў мы даследавалі ўплыў тэмпературы навакольнага асяроддзя на тыя ж параметры, але на гэты раз паміж групамі мышэй, якія пастаянна ўтрымліваліся пры пэўнай тэмпературы.Мышэй падзялілі на чатыры групы, каб звесці да мінімуму статыстычныя змены ў сярэднім і стандартным адхіленні масы цела, тлушчу і нармальнай масы цела (мал. 3a-c).Пасля 7 дзён акліматызацыі было зарэгістравана 4,5 дня ЭЭ.На EE істотна ўплывае тэмпература навакольнага асяроддзя як у светлы час сутак, так і ўначы (мал. 3d), і лінейна ўзрастае па меры паніжэння тэмпературы ад 27,5°C да 22°C (мал. 3e).У параўнанні з іншымі групамі RER групы 25°C быў некалькі зніжаны, і не было ніякіх адрозненняў паміж астатнімі групамі (мал. 3f,g).Спажыванне вады і ўзровень актыўнасці істотна не адрозніваліся паміж групамі (мал. 3j,k).Ўздзеянне розных тэмператур на працягу да 33 дзён не прывяло да адрозненняў у масе цела, мышачнай масе і тлушчавай масе паміж групамі (мал. 3n-s), але прывяло да зніжэння мышачнай масы цела прыкладна на 15% у параўнанні з ацэнкі саміх сябе (мал. 3n-s).3б, г, в)), а тлушчавая маса павялічылася больш чым у 2 разы (з ~1 г да 2–3 г, мал. 3в, т, в).На жаль, шафа з тэмпературай 30°C мае памылкі каліброўкі і не можа забяспечыць дакладныя даныя EE і RER.
- Маса цела (а), мышачная маса (б) і тлушчавая маса (с) праз 8 дзён (за адзін дзень да пераводу на сістэму SABLE).d Спажыванне энергіі (ккал/г).e Сярэдняе спажыванне энергіі (0–108 гадзін) пры розных тэмпературах (ккал/24 гадзіны).f Каэфіцыент дыхальнага абмену (RER) (VCO2/VO2).g Сярэдні RER (VCO2/VO2).i Сярэдняе спажыванне ежы (г/24 гадзіны).j Агульны расход вады (мл).k Сярэдні расход вады (мл/24 г).l Сукупны ўзровень актыўнасці (m).м Сярэдні ўзровень актыўнасці (м/24 ч).n маса цела на 18-ы дзень, o змяненне масы цела (з -8-га да 18-га дня), p мышачная маса на 18-ы дзень, q змяненне мышачнай масы (з -8-га на 18-ы дзень), r маса тлушчу на 18-ы дзень. , і змяненне тлушчавай масы (ад -8 да 18 дзён).Статыстычная значнасць паўторных вымярэнняў была праверана Oneway-ANOVA з наступным тэстам множнага параўнання Тьюкі. *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.Дадзеныя прадстаўлены як сярэдняе + стандартная памылка сярэдняга, цёмная фаза (18:00-06:00 гадзін) прадстаўлена шэрымі рамкамі.Кропкі на гістаграмах азначаюць асобных мышэй.Былі разлічаны сярэднія значэння за ўвесь эксперыментальны перыяд (0-108 гадзін).n = 7.
.Пры параўнанні груп мышэй сувязь паміж EE і тэмпературай паказала падобную лінейную залежнасць ад тэмпературы з цягам часу ў тых жа мышэй.Так, мышы, якія ўтрымліваліся пры 22 ° С, спажывалі прыкладна на 30% больш энергіі, чым мышы, якія ўтрымліваліся пры 30 ° С (мал. 4г, е).Пры вывучэнні эфектаў на жывёл тэмпература не заўсёды ўплывала на RER (мал. 4f,g).Спажыванне ежы, спажыванне вады і актыўнасць не былі істотна закрануты тэмпературай (мал. 4h-m).Пасля 33 дзён вырошчвання мышы пры 30°C мелі значна большую масу цела, чым мышы пры 22°C (мал. 4n).У параўнанні з адпаведнымі зыходнымі кропкамі, мышы, якія гадаваліся пры 30°C, мелі значна большую масу цела, чым мышы, якіх гадавалі пры 22°C (сярэдняе ± стандартная памылка сярэдняга: мал. 4o).Адносна большы прырост вагі быў звязаны з павелічэннем тлушчавай масы (мал. 4p, q), а не павелічэннем мышачнай масы (мал. 4r, s).У адпаведнасці з больш нізкім значэннем EE пры 30°C экспрэсія некалькіх генаў BAT, якія павялічваюць функцыю/актыўнасць BAT, была зніжана пры 30°C у параўнанні з 22°C: Adra1a, Adrb3 і Prdm16.Іншыя ключавыя гены, якія таксама павялічваюць функцыю/актыўнасць BAT, не былі закрануты: Sema3a (рэгуляцыя росту нейрытаў), Tfam (мітахандрыяльны біягенез), Adrb1, Adra2a, Pck1 (глюканеагенез) і Cpt1a.Дзіўна, але Ucp1 і Vegf-a, звязаныя з павышэннем тэрмагеннай актыўнасці, не знізіліся ў групе пры 30°C.Фактычна, узровень Ucp1 у трох мышэй быў вышэй, чым у групе з тэмпературай 22°C, а Vegf-a і Adrb2 былі значна павышаны.
- Маса цела (а), мышачная маса (б) і тлушчавая маса (с) праз 9 дзён (за адзін дзень да пераводу на сістэму SABLE).d Спажыванне энергіі (EE, ккал/г).e Сярэдняе спажыванне энергіі (0–96 гадзін) пры розных тэмпературах (ккал/24 гадзіны).f Каэфіцыент дыхальнага абмену (RER, VCO2/VO2).h Агульнае спажыванне ежы (г).i Сярэдняе спажыванне ежы (г/24 гадзіны).j Агульны расход вады (мл).k Сярэдні расход вады (мл/24 г).l Сукупны ўзровень актыўнасці (m).м Сярэдні ўзровень актыўнасці (м/24 ч).n Маса цела на 23 дзень (г), o Змена масы цела, p Безжировая маса, q Змена безжировой масы (г) на 23 дзень у параўнанні з 9 днём, Змена тлушчавай масы (г) на 23 дні, тлушч маса (г) у параўнанні з 8-м днём, 23-м днём у параўнанні з -8-м днём.Статыстычная значнасць паўторных вымярэнняў была праверана Oneway-ANOVA з наступным тэстам множнага параўнання Тьюкі. *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.Дадзеныя прадстаўлены як сярэдняе + стандартная памылка сярэдняга, цёмная фаза (18:00-06:00 гадзін) прадстаўлена шэрымі рамкамі.Кропкі на гістаграмах азначаюць асобных мышэй.n = 7.
Як і людзі, мышы часта ствараюць мікраасяроддзе, каб паменшыць страты цяпла ў навакольнае асяроддзе.Каб колькасна ацаніць важнасць гэтага асяроддзя для EE, мы ацанілі EE пры тэмпературах 22, 25, 27,5 і 30°C, са скуранымі агароджамі і матэрыялам для гнездавання або без іх.Пры 22°C даданне стандартных абалонак зніжае EE прыкладна на 4%.Наступнае даданне гнездавога матэрыялу зніжала EE на 3–4% (мал. 5а,б).Ніякіх значных змен у RER, спажыванні ежы, спажыванні вады або ўзроўню актыўнасці не назіралася з даданнем дамоў або шкур + пасцельнай бялізны (малюнак 5i-p).Даданне скуры і матэрыялу для гнездавання таксама значна зніжала EE пры 25 і 30 °C, але адказы былі колькасна меншымі.Пры 27,5°C розніцы не назіралася.Характэрна, што ў гэтых эксперыментах EE зніжаўся з павышэннем тэмпературы, у дадзеным выпадку прыкладна на 57% ніжэй, чым EE пры 30°C у параўнанні з 22°C (мал. 5c-h).Такі ж аналіз быў праведзены толькі для светлавой фазы, дзе EE быў бліжэй да асноўнага метабалізму, паколькі ў гэтым выпадку мышы ў асноўным адпачывалі ў скуры, што прывяло да параўнальных памераў эфекту пры розных тэмпературах (дадатковы малюнак 2a-h) .
Дадзеныя для мышэй з прытулку і матэрыялу для гнездавання (цёмна-сіні), матэрыялу для дома, але без матэрыялу для гнездавання (светла-сіні) і матэрыялу для дома і гнезда (аранжавы).Энергаспажыванне (EE, ккал/г) для пакояў a, c, e і g пры 22, 25, 27,5 і 30 °C, b, d, f і h азначае EE (ккал/г).ip Data for mice housed at 22°C: i respiratory rate (RER, VCO2/VO2), j mean RER (VCO2/VO2), k cumulative food intake (g), l average food intake (g/24 h) , m агульнае спажыванне вады (мл), n сярэдняе спажыванне вады AUC (мл/24 ч), o агульная актыўнасць (м), p сярэдні ўзровень актыўнасці (м/24 ч).Дадзеныя прадстаўлены як сярэдняе + стандартная памылка сярэдняга, цёмная фаза (18:00-06:00 гадзін) прадстаўлена шэрымі рамкамі.Кропкі на гістаграмах азначаюць асобных мышэй.Статыстычная значнасць паўторных вымярэнняў была праверана Oneway-ANOVA з наступным тэстам множнага параўнання Тьюкі. *Р<0,05, **Р<0,01. *P <0,05, **P <0,01. *P <0,05, **P <0,01. *Р<0,05, **Р<0,01. Былі разлічаны сярэднія значэння за ўвесь эксперыментальны перыяд (0-72 гадзіны).n = 7.
У мышэй з нармальнай масай цела (2-3 гадзіны галадання) вырошчванне пры розных тэмпературах не прывяло да значных адрозненняў у плазменных канцэнтрацыях ТГ, 3-НВ, халестэрыну, АЛТ і АСТ, але ЛПВП у залежнасці ад тэмпературы.Малюнак 6a-e).Канцэнтрацыі лептыну, інсуліну, С-пептыда і глюкагона ў плазме нашча таксама не адрозніваліся паміж групамі (малюнкі 6g-j).У дзень тэсту на талерантнасць да глюкозы (пасля 31 дня пры розных тэмпературах) зыходны ўзровень глюкозы ў крыві (5-6 гадзін галадання) складаў прыкладна 6,5 мМ без розніцы паміж групамі. Пероральное ўвядзенне глюкозы значна павялічвала канцэнтрацыю глюкозы ў крыві ва ўсіх групах, але як пікавая канцэнтрацыя, так і дадатковая плошча пад крывымі (iAUC) (15-120 хвілін) былі ніжэй у групе мышэй, якія ўтрымліваліся пры 30 °C (індывідуальныя кропкі часу: P <0,05–P <0,0001, мал. 6k, l) у параўнанні з мышамі, якіх утрымлівалі пры 22, 25 і 27,5 °C (якія не адрозніваліся паміж сабой). Пероральное ўвядзенне глюкозы значна павялічвала канцэнтрацыю глюкозы ў крыві ва ўсіх групах, але як пікавая канцэнтрацыя, так і дадатковая плошча пад крывымі (iAUC) (15-120 хвілін) былі ніжэй у групе мышэй, якія ўтрымліваліся пры 30 °C (індывідуальныя кропкі часу: P <0,05–P <0,0001, мал. 6k, l) у параўнанні з мышамі, якія ўтрымліваліся пры 22, 25 і 27,5 °C (якія не адрозніваліся паміж сабой). Пероральное ўвядзенне глюкозы значна павысіла канцэнтрацыю глюкозы ў крыві ва ўсіх групах, але як пікавая канцэнтрацыя, так і плошча прырашчэння пад крывымі (iAUC) (15-120 мін) былі ніжэй у групе мышэй, якія змяшчаюцца пры 30 °C (аддзельныя кропкі часу: 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 собой). Пероральное ўвядзенне глюкозы значна павялічвала канцэнтрацыі глюкозы ў крыві ва ўсіх групах, але як пікавая канцэнтрацыя, так і дадатковая плошча пад крывымі (iAUC) (15-120 мін) былі ніжэй у групе мышэй з тэмпературай 30 °C (асобныя кропкі часу: P <0,05- P <0,0001, мал. 6k, l) у параўнанні з мышамі, якія ўтрымліваліся пры 22, 25 і 27,5 °C (якія не адрозніваліся адзін ад аднаго).口服 葡萄糖 的 给 药 显着 增加 了 所有组 所有组 的 血糖. ：P < 0,05–P < 0,0001，图6k，l）与饲养在22、25 和27,5°C 的小鼠（彼此之间没有差异）相比。口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 30 ° C 饲养 小鼠组 中 ， 浓度 和 曲线 下 增加 面积 面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 点 点 点点 点：P < 0,05–P < 0,0001，图6k，l）与饲养在22、25和27,5°C 的小鼠（彼此之间没有差异）相比。Пероральное ўвядзенне глюкозы значна павялічвала канцэнтрацыю глюкозы ў крыві ва ўсіх групах, але як пікавая канцэнтрацыя, так і плошча пад крывой (iAUC) (15-120 мін) былі ніжэй у групе мышэй, якіх кармілі 30°C (усе моманты часу).: P <0,05–P <0,0001, рыс. : P <0,05–P <0,0001, мал.
Канцэнтрацыі ў плазме ТГ, 3-HB, халестэрыну, ЛПВП, АЛТ, АСТ, СЖК, гліцэрыны, лептыну, інсуліну, С-пептыда і глюкагона паказаны ў дарослых самцоў мышэй DIO(al) пасля 33 дзён кармлення пры паказанай тэмпературы. .За 2-3 гадзіны да забору крыві мышэй не кармілі.Выключэннем стаў аральны тэст на талерантнасць да глюкозы, які праводзіўся за два дні да заканчэння даследавання на мышах, якія галадалі на працягу 5-6 гадзін і ўтрымліваліся пры адпаведнай тэмпературы на працягу 31 дня.Мышэй заражалі 2 г/кг масы цела.Плошча пад дадзенымі крывой (L) выяўляецца як дадатковыя дадзеныя (iAUC).Дадзеныя прадстаўлены як сярэдняе ± SEM.Кропкі прадстаўляюць асобныя ўзоры. *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.
У мышэй DIO (таксама галадалі на працягу 2-3 гадзін) канцэнтрацыі халестэрыну ў плазме, ЛПВП, АЛТ, АСТ і СЖК не адрозніваліся паміж групамі.І ТГ, і гліцэрына былі значна павышаны ў групе 30°C у параўнанні з групай 22°C (малюнкі 7a-h).Такім чынам, хоць у мышэй, якія ўтрымліваліся пры тэмпературы 22°C, быў агульны станоўчы энергетычны баланс, як сведчыць павелічэнне вагі, адрозненні ў плазменных канцэнтрацыях ТГ, гліцэрыны і 3-HB дазваляюць выказаць здагадку, што ў мышэй пры 22°C пры ўзяцці пробы было менш, чым пры 22° C.Мышы, выгадаваныя пры 30 °C, былі ў адносна больш энергетычна адмоўным стане.У адпаведнасці з гэтым, канцэнтрацыі экстрагируемого гліцэрыны і ТГ ў печані, але не глікагену і халестэрыну, былі вышэй у групе з тэмпературай 30 °C (дадатковы малюнак 3a-d).Каб высветліць, ці з'яўляюцца залежныя ад тэмпературы адрозненні ў ліполізу (вымераныя плазменнымі ТГ і гліцэрынай) вынікам унутраных змяненняў у прыдатку яечка або пахвінным тлушчы, мы вынялі тлушчавую тканіну з гэтых запасаў у канцы даследавання і колькасна вызначылі свабодныя тлустыя кіслоты з vivo.Аднак ніякага ўплыву тэмпературы абалонкі на базальны або стымуляваны изопротеренолом ліполіз выяўлена не было.У адпаведнасці з больш высокай масай цела і тлушчавай масай, узровень лептыну ў плазме быў значна вышэй у групе, якая атрымлівала тэмпературу 30°C, чым у групе, якая атрымлівала 22°C (малюнак 7i).АД.Група С (мал. 7л).FGF21 не адрозніваўся паміж рознымі тэмпературнымі групамі (мал. 7m).У дзень OGTT зыходны ўзровень глюкозы ў крыві быў прыблізна 10 мМ і не адрозніваўся паміж мышамі, якія ўтрымліваліся пры розных тэмпературах (мал. 7n).Пероральное ўвядзенне глюкозы павялічвала ўзровень глюкозы ў крыві і дасягала піка ва ўсіх групах пры канцэнтрацыі каля 18 мМ праз 15 хвілін пасля прыёму.
Канцэнтрацыі ў плазме ТГ, 3-HB, халестэрыну, ЛПВП, АЛТ, АСТ, СЖК, гліцэрыны, лептыну, інсуліну, С-пептыда, глюкагона і FGF21 былі паказаны ў дарослых самцоў мышэй DIO (ao) пасля 33 дзён кармлення.За 2-3 гадзіны да забору крыві мышэй не кармілі.Аральны тэст на талерантнасць да глюкозы быў выключэннем, паколькі ён праводзіўся ў дозе 2 г/кг масы цела за два дні да заканчэння даследавання на мышах, якіх галадалі на працягу 5-6 гадзін і ўтрымлівалі пры адпаведнай тэмпературы на працягу 31 дня.Плошча пад дадзенымі крывой (o) паказваецца ў выглядзе дадатковых дадзеных (iAUC).Дадзеныя прадстаўлены як сярэдняе ± SEM.Кропкі прадстаўляюць асобныя ўзоры. *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.
Магчымасць перадачы дадзеных аб грызунах людзям - складаная праблема, якая адыгрывае цэнтральную ролю ў інтэрпрэтацыі важнасці назіранняў у кантэксце фізіялагічных і фармакалагічных даследаванняў.Па эканамічных прычынах і для палягчэння даследаванняў мышэй часта ўтрымліваюць пры пакаёвай тэмпературы ніжэй іх тэрманейтральнай зоны, што прыводзіць да актывацыі розных фізіялагічных сістэм кампенсацыі, якія павялічваюць хуткасць метабалізму і патэнцыйна пагаршаюць трансляцыю9.Такім чынам, уздзеянне холаду на мышэй можа зрабіць мышэй устойлівымі да атлусцення, выкліканага дыетай, і можа прадухіліць гіперглікемію ў пацукоў, якія атрымлівалі стрэптазатацын, дзякуючы павелічэнню інсуліназалежнага транспарту глюкозы.Аднак незразумела, у якой ступені працяглае ўздзеянне розных адпаведных тэмператур (ад пакаёвай да тэрманейтральнай) уплывае на розны энергетычны гамеастаз мышэй з нармальнай вагой (на ежы) і мышэй DIO (на HFD) і метабалічныя параметры, а таксама ступень да якога яны змаглі збалансаваць павелічэнне EE з павелічэннем спажывання ежы.Даследаванне, прадстаўленае ў гэтым артыкуле, мае на мэце ўнесці некаторую яснасць у гэтую тэму.
Мы паказваем, што ў дарослых мышэй з нармальнай вагой і самцоў мышэй DIO EE знаходзіцца ў зваротнай залежнасці ад пакаёвай тэмпературы ад 22 да 30°C.Такім чынам, EE пры 22°C быў прыкладна на 30% вышэй, чым пры 30°C.Аднак важная розніца паміж мышамі з нармальнай вагой і мышамі DIO заключаецца ў тым, што ў той час як мышы з нармальнай вагой адпавядалі EE пры больш нізкіх тэмпературах шляхам адпаведнай карэкціроўкі спажывання ежы, спажыванне ежы мышамі DIO вар'іравалася на розных узроўнях.Тэмпературы даследавання былі аднолькавымі.Праз месяц мышы DIO, якія ўтрымліваліся пры 30°C, набралі большую масу цела і тлушчавую масу, чым мышы, якіх трымалі пры 22°C, у той час як нармальныя людзі, якіх утрымлівалі пры той жа тэмпературы і на працягу таго ж перыяду часу, не прывялі да ліхаманкі.залежная розніца ў масе цела.У параўнанні з тэмпературай, блізкай да тэрманейтральнай або пры пакаёвай тэмпературы, рост пры пакаёвай тэмпературы прыводзіў да таго, што мышы з DIO або нармальнай вагой на дыеце з высокім утрыманнем тлушчу, але не на дыеце з нармальнай вагой, набіралі адносна меншую вагу.Падтрымліваецца іншымі даследаваннямі17,18,19,20,21, але не ўсімі22,23.
Такім чынам, нашы дадзеныя не пацвярджаюць, што нізкая кропка тэрманейтральнасці ў дарослых мышэй з адным каленам, з або без экалагічна ўзбагачаных дамоў, павінна складаць 26-28°C, як паказана8,12, але яны пацвярджаюць іншыя даследаванні, якія паказваюць тэрманейтральнасць.temperatures of 30°C in low point mice7, 10, 24. To complicate matters, the thermoneutral point in mice has been shown not to be static during the day as it is lower during the resting (light) phase, possibly due to lower calorie вытворчасць у выніку актыўнасці і выкліканага дыетай тэрмагенезу.Так, у светлавой фазе ніжняя кропка цеплавой нейтральнасці аказваецца ~29°С, а ў цёмнай — ~33°С25.
У канчатковым рахунку, сувязь паміж тэмпературай навакольнага асяроддзя і агульным спажываннем энергіі вызначаецца рассейваннем цяпла.Акрамя плошчы паверхні, цеплааддача таксама вызначаецца ізаляцыяй (скорасцю цеплааддачы).У людзей тлушчавая маса можа паменшыць страту цяпла, ствараючы ізаляцыйны бар'ер вакол абалонкі цела, і было выказана здагадка, што тлушчавая маса таксама важная для цеплаізаляцыі ў мышэй, зніжаючы тэрманейтральную кропку і зніжаючы тэмпературную адчувальнасць ніжэй цеплавой нейтральнай кропкі ( нахіл крывой).тэмпература навакольнага асяроддзя ў параўнанні з EE)12.Наша даследаванне не было распрацавана для непасрэднай ацэнкі гэтай меркаванай залежнасці, таму што дадзеныя аб складзе цела збіраліся за 9 дзён да збору дадзеных аб выдатках энергіі і таму, што маса тлушчу не была стабільнай на працягу ўсяго даследавання.фактар, прынамсі, не ў даследаваным дыяпазоне тэмператур.Гэта супадае з іншымі даследаваннямі, якія лепш распрацаваны для вывучэння гэтага4,24.У гэтых даследаваннях ізаляцыйны эфект атлусцення быў невялікім, але было выяўлена, што мех забяспечвае 30-50% агульнай цеплаізаляцыі4,24.Аднак у мёртвых мышэй цеплаправоднасць павялічылася прыкладна на 450% адразу пасля смерці, што сведчыць аб тым, што ізаляцыйны эфект поўсці неабходны для працы фізіялагічных механізмаў, уключаючы звужэнне сасудаў.У дадатак да відавых адрозненняў у поўсці паміж мышамі і людзьмі, на дрэнны ізаляцыйны эфект атлусцення ў мышэй могуць таксама паўплываць наступныя меркаванні: ізаляцыйны фактар тлушчавай масы чалавека ў асноўным апасродкаваны масай падскурнага тлушчу (таўшчынёй)26,27.Як правіла, у грызуноў менш за 20% ад агульнага жывёльнага тлушчу28.Акрамя таго, агульная тлушчавая маса можа нават не быць аптымальнай мерай цеплаізаляцыі чалавека, паколькі сцвярджаецца, што паляпшэнне цеплаізаляцыі кампенсуецца непазбежным павелічэннем плошчы паверхні (і, такім чынам, павелічэннем страты цяпла) па меры павелічэння тлушчавай масы..
Больш сігналаў было выяўлена ў мышэй DIO.Although mice at 22°C also did not have an overall negative energy balance in this state (as they gained weight), at the end of the study they were relatively more energy deficient compared to mice reared at 30°C, in conditions such as высокія кетоны.выпрацоўка арганізмам (3-ГБ) і зніжэнне канцэнтрацыі гліцэрыны і ТГ ў плазме.However, temperature-dependent differences in lipolysis do not appear to be the result of intrinsic changes in epididymal or inguinal fat, such as changes in the expression of adipohormone-responsive lipase, since FFA and glycerol released from fat extracted from these depots are between Temperature групы падобныя адна на адну.Нягледзячы на тое, што мы не даследавалі сімпатычны тонус у бягучым даследаванні, іншыя выявілі, што ён (на аснове частаты сардэчных скарачэнняў і сярэдняга артэрыяльнага ціску) лінейна звязаны з тэмпературай навакольнага асяроддзя ў мышэй і прыкладна ніжэй пры 30°C, чым пры 22°C 20% C Thus, temperature-dependent differences in sympathetic tone may play a role in lipolysis in our study, but since an increase in sympathetic tone stimulates rather than inhibits lipolysis, other mechanisms may counteract this decrease in cultured mice.Патэнцыйная роля ў расшчапленні тлушчу ў арганізме.Пакаёвая тэмпература.Акрамя таго, частка стымулюючага эфекту сімпатычнага тонусу на ліполіз ўскосна апасродкавана моцным інгібіраваннем сакрэцыі інсуліну, што падкрэслівае эфект перапынення прыёму інсуліну на ліполіз30, але ў нашым даследаванні ўзровень інсуліну ў плазме нашча і сімпатычнага тонусу С-пептыда пры розных тэмпературах былі недастаткова, каб змяніць ліполіз.Замест гэтага мы выявілі, што адрозненні ў энергетычным статусе, хутчэй за ўсё, былі галоўным фактарам гэтых адрозненняў у мышэй DIO.Асноўныя прычыны, якія прыводзяць да лепшага рэгулявання спажывання ежы з дапамогай ЭЭ ў мышэй з нармальнай вагой, патрабуюць далейшага вывучэння.Аднак у цэлым прыём ежы кантралюецца гамеастатычнымі і геданічнымі сігналамі31,32,33.Нягледзячы на тое, што вядуцца спрэчкі наконт таго, які з гэтых двух сігналаў колькасна больш важны,31,32,33 добра вядома, што доўгатэрміновае спажыванне прадуктаў з высокім утрыманнем тлушчу прыводзіць да харчовых паводзінаў, больш заснаваных на задавальненні, што ў некаторай ступені не звязана з гамеастаз..– рэгламентаваны прыём ежы34,35,36.Такім чынам, узмацненне геданічных харчовых паводзін мышэй DIO, якія атрымлівалі 45% HFD, можа быць адной з прычын, чаму гэтыя мышы не збалансавалі спажыванне ежы з ЭЭ.Цікава, што адрозненні ў апетыце і гармонах, якія рэгулююць ўзровень глюкозы ў крыві, таксама назіраліся ў мышэй DIO з кантраляванай тэмпературай, але не ў мышэй з нармальным вагой.У мышэй DIO ўзровень лептыну ў плазме павялічваўся з павышэннем тэмпературы, а ўзровень глюкагона зніжаўся з павышэннем тэмпературы.Ступень, у якой тэмпература можа непасрэдна ўплываць на гэтыя адрозненні, заслугоўвае далейшага вывучэння, але ў выпадку з лептынам адносны адмоўны энергетычны баланс і, такім чынам, меншая тлушчавая маса ў мышэй пры тэмпературы 22°C, безумоўна, адыгралі важную ролю, паколькі тлушчавая маса і лептын у плазме крыві моцна карэлюе37.Аднак інтэрпрэтацыя сігналу глюкагона больш загадкавая.Як і ў выпадку з інсулінам, сакрэцыя глюкагона была моцна інгібіравана павышэннем сімпатычнага тонусу, але самы высокі сімпатычны тонус быў прагназаваны ў групе з тэмпературай 22 ° C, якая мела самыя высокія канцэнтрацыі глюкагона ў плазме.Інсулін з'яўляецца яшчэ адным моцным рэгулятарам глюкагона ў плазме, а рэзістэнтнасць да інсуліну і дыябет 2 тыпу цесна звязаны з гіперглюкагонеміяй нашча і пасля ежы 38,39.Тым не менш, DIO мышы ў нашым даследаванні таксама былі неадчувальныя да інсуліну, так што гэта таксама не можа быць асноўным фактарам у павелічэнні перадачы сігналу глюкагона ў групе 22 ° C.Утрыманне тлушчу ў печані таксама станоўча звязана з павышэннем канцэнтрацыі глюкагона ў плазме, механізмы якога, у сваю чаргу, могуць ўключаць рэзістэнтнасць печані да глюкагону, зніжэнне выпрацоўкі мачавіны, павышэнне канцэнтрацыі амінакіслот у цыркуляцыі і павелічэнне сакрэцыі глюкагона, стымуляванай амінакіслотамі 40,41, 42.Аднак, паколькі экстрагируемые канцэнтрацыі гліцэрыны і ТГ не адрозніваліся паміж тэмпературнымі групамі ў нашым даследаванні, гэта таксама не магло быць патэнцыйным фактарам павелічэння канцэнтрацыі ў плазме ў групе 22°C.Трійодтіроніна (Т3) гуляе важную ролю ў агульнай хуткасці метабалізму і ініцыяцыі метабалічнай абароны ад гіпатэрміі43,44.Такім чынам, канцэнтрацыя Т3 ў плазме, магчыма, кантраляваная цэнтральна апасродкаванымі механізмамі 45, 46, павялічваецца як у мышэй, так і ў людзей пры менш тэрманейтральных умовах 47, хоць павелічэнне ў людзей меншае, што больш схільна да мышэй.Гэта адпавядае страту цяпла для навакольнага асяроддзя.Мы не вымяралі канцэнтрацыі Т3 у плазме ў бягучым даследаванні, але канцэнтрацыі маглі быць ніжэй у групе, якая атрымлівала тэмпературу 30°C, што можа растлумачыць уплыў гэтай групы на ўзровень глюкагона ў плазме, паколькі мы (абноўлены малюнак 5а) і іншыя паказалі, што T3 павялічвае плазменную глюкагон у залежнасці ад дозы.Паведамляецца, што гармоны шчытападобнай залозы індукуюць экспрэсію FGF21 у печані.Як і глюкагон, канцэнтрацыя FGF21 у плазме таксама павялічвалася разам з канцэнтрацыяй Т3 ў плазме (дадатковы малюнак 5b і спасылка 48), але ў параўнанні з глюкагонам канцэнтрацыя FGF21 у плазме ў нашым даследаванні не зазнавала ўплыву тэмпературы.Асноўныя прычыны гэтага неадпаведнасці патрабуюць далейшага вывучэння, але індукцыя FGF21, кіраваная Т3, павінна адбывацца пры больш высокіх узроўнях уздзеяння Т3 у параўнанні з назіранай рэакцыяй глюкагону, кіраванай Т3 (дадатковы малюнак 5b).
Было паказана, што HFD цесна звязаны з парушэннем талерантнасці да глюкозы і рэзістэнтнасці да інсуліну (маркеры) у мышэй, якіх гадавалі пры 22°C.Аднак HFD не была звязана ні з парушэннем талерантнасці да глюкозы, ні з рэзістэнтнасцю да інсуліну пры вырошчванні ў тэрманейтральным асяроддзі (вызначаецца тут як 28 °C) 19 .Прычына гэтай розніцы патрабуе далейшага вывучэння, але на яе можа паўплываць той факт, што мышы DIO ў нашым даследаванні былі ўстойлівымі да інсуліну, з канцэнтрацыямі С-пептыда ў плазме нашча і канцэнтрацыямі інсуліну ў 12-20 разоў вышэй, чым у мышэй з нармальнай масай цела.і ў крыві нашча.канцэнтрацыі глюкозы каля 10 ммоль (прыкладна 6 ммоль пры нармальнай масе цела), што, здаецца, пакідае невялікае акно для любых патэнцыйных дабратворных эфектаў ўздзеяння тэрманейтральных умоў для паляпшэння талерантнасці да глюкозы.Магчыма, збівае з панталыку тое, што з практычных меркаванняў OGTT праводзіцца пры пакаёвай тэмпературы.Такім чынам, мышы, якія ўтрымліваліся пры больш высокіх тэмпературах, адчувалі лёгкі халадовы шок, які можа паўплываць на ўсмоктванне/клірэнс глюкозы.Аднак, зыходзячы з аднолькавых канцэнтрацый глюкозы ў крыві нашча ў розных тэмпературных групах, змены тэмпературы навакольнага асяроддзя не маглі істотна паўплываць на вынікі.
Як згадвалася раней, нядаўна было падкрэслена, што павышэнне тэмпературы ў памяшканні можа аслабіць некаторыя рэакцыі на халодны стрэс, што можа паставіць пад сумнеў магчымасць перадачы мышыных дадзеных чалавеку.Аднак незразумела, якая аптымальная тэмпература для ўтрымання мышэй, каб імітаваць фізіялогію чалавека.На адказ на гэтае пытанне таксама можа паўплываць вобласць даследавання і канчатковая кропка, якая вывучаецца.Прыкладам гэтага з'яўляецца ўплыў дыеты на назапашванне тлушчу ў печані, талерантнасць да глюкозы і рэзістэнтнасць да інсуліну19.З пункту гледжання выдаткаў энергіі, некаторыя даследчыкі лічаць, што тэрманейтральнасць з'яўляецца аптымальнай тэмпературай для вырошчвання, паколькі людзям патрабуецца мала дадатковай энергіі для падтрымання тэмпературы цела, і яны вызначаюць тэмпературу аднаго круга для дарослых мышэй як 30°C7,10.Іншыя даследчыкі мяркуюць, што тэмпература, параўнальная з тэмпературай, якую звычайна адчуваюць людзі з дарослымі мышамі на адным калене, складае 23-25°C, паколькі яны выявілі, што тэрманейтральнасць складае 26-28°C, а ў людзей - прыкладна на 3°C.іх ніжняя крытычная тэмпература, вызначаная тут як 23°C, крыху складае 8,12.Наша даследаванне супадае з некалькімі іншымі даследаваннямі, якія сцвярджаюць, што цеплавая нейтральнасць не дасягаецца пры тэмпературы 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25, што паказвае на тое, што 23-25°C занадта нізкая.Яшчэ адным важным фактарам, які трэба ўлічваць адносна тэмпературы пакаёвай і тэрманутральнасці ў мышэй, - гэта адзінае або групавое жыллё.Калі мышэй размяшчалі групамі, а не паасобку, як у нашым даследаванні, тэмпературная адчувальнасць зніжалася, магчыма, з-за цеснаты жывёл.Магчыма, самым важным міжвідавых адрозненнем у гэтым плане з'яўляецца колькаснае значэнне актыўнасці БАТ як абароны ад пераахаладжэння.Такім чынам, у той час як мышы ў значнай ступені кампенсавалі сваю вялікую страту калорый за кошт павышэння актыўнасці BAT, якая складае больш за 60% EE толькі пры 5°C,51,52 унёсак актыўнасці BAT чалавека ў EE быў значна вышэйшым, значна меншым.Такім чынам, зніжэнне актыўнасці BAT можа быць важным спосабам павялічыць трансляцыю чалавекам.Рэгуляцыя актыўнасці BAT складаная, але часта апасродкавана камбінаваным эфектам адрэнэргічнай стымуляцыі, гармонаў шчытападобнай залозы і экспрэсіі UCP114,54,55,56,57.Нашы дадзеныя паказваюць, што тэмпературу неабходна падняць вышэй за 27,5°C у параўнанні з мышамі пры 22°C, каб выявіць адрозненні ў экспрэсіі BAT-генаў, адказных за функцыю/актывацыю.Аднак адрозненні, выяўленыя паміж групамі пры 30 і 22°C, не заўсёды сведчаць аб павелічэнні актыўнасці BAT у групе пры 22°C, паколькі Ucp1, Adrb2 і Vegf-a былі зніжаны ў групе пры 22°C.Прычына гэтых нечаканых вынікаў яшчэ не высветлена.Адна з магчымасцей заключаецца ў тым, што іх падвышаная экспрэсія можа адлюстроўваць не сігнал павышэння тэмпературы ў памяшканні, а хутчэй востры эфект перамяшчэння тэмпературы з 30°C да 22°C у дзень выдалення (мышы адчулі гэта за 5-10 хвілін да ўзлёту) .).
Агульным абмежаваннем нашага даследавання з'яўляецца тое, што мы вывучалі толькі самцоў мышэй.Іншыя даследаванні паказваюць, што пол можа быць важным фактарам у нашых асноўных паказаннях, так як аднакаленныя самкі мышэй больш адчувальныя да тэмпературы з-за больш высокай цеплаправоднасці і падтрымання больш жорстка кантраляванай ўнутранай тэмпературы.Акрамя таго, самкі мышэй (на HFD) паказалі большую сувязь спажывання энергіі з ЭЭ пры 30 °C у параўнанні з мышамі-самцамі, якія спажывалі больш мышэй таго ж полу (20 °C у дадзеным выпадку) 20.Такім чынам, у самак мышэй эфект субтермонетрального ўтрымання вышэй, але мае тую ж карціну, што і ў мышэй-самцоў.У нашым даследаванні мы засяродзіліся на мышах-самцах з адным каленам, бо ў такіх умовах праводзіцца большасць метабалічных даследаванняў, якія вывучаюць ЭЭ.у самак і самцоў мышэй, якіх трымалі пры 20°C, у параўнанні з адпаведнымі мышамі, якія трымалі пры 30°C.
У заключэнне наша даследаванне паказвае, што, як і ў іншых даследаваннях, мышы з нармальным вагой першага круга маюць тэрманейтральную тэмпературу вышэй прагназаваных 27,5°C.У той час як спажыванне ежы мышэй з нармальнай вагой адпавядала EE і, такім чынам, падтрымлівала стабільную масу цела ва ўсім дыяпазоне тэмператур, спажыванне ежы мышэй DIO было аднолькавым пры розных тэмпературах, што прывяло да больш высокага суадносін мышэй пры 30°C .пры тэмпературы 22 ° С набірала большую масу цела.У цэлым сістэматычныя даследаванні, якія вывучаюць патэнцыйную важнасць жыцця пры тэмпературах ніжэйшых за тэрманейтральныя, апраўданыя з-за часта назіранай дрэннай пераноснасці ў даследаваннях на мышах і на людзях.Напрыклад, у даследаваннях атлусцення частковае тлумачэнне звычайнай дрэннай перакладчыцы можа быць звязана з тым, што даследаванні страты вагі на мышах звычайна праводзяцца на жывёлах з умераным халодным стрэсам, якія ўтрымліваюцца пры пакаёвай тэмпературы з-за іх павышанага EE.Перабольшаная страта вагі ў параўнанні з чаканай масай цела чалавека, у прыватнасці, калі механізм дзеяння залежыць ад павышэння ЭЭ за кошт павелічэння актыўнасці БАП, які больш актыўны і актывуецца пры пакаёвай тэмпературы, чым пры 30°C.
У адпаведнасці з Законам Даніі аб эксперыментальных жывёлах (1987) і Нацыянальным інстытутам аховы здароўя (публікацыя № 85-23) і Еўрапейскай канвенцыяй аб абароне пазваночных, якія выкарыстоўваюцца ў эксперыментальных і іншых навуковых мэтах (Савет Еўропы № 123, Страсбург) , 1985) .
пакаёвая тэмпература.Самцы мышэй DIO (20 тыдняў) былі атрыманы ад таго ж пастаўшчыка і атрымалі вольны доступ да 45% дыеты з высокім утрыманнем тлушчу (Кат. № D12451, Research Diet Inc., Нью-Джэрсі, ЗША) і вады ва ўмовах вырошчвання.Мышэй адаптавалі да навакольнага асяроддзя за тыдзень да пачатку даследавання.
Графічная схема дызайну даследавання паказана на малюнку 8. Мышэй перавялі ў закрытую сістэму ўскоснай каларыметрыі з кантролем тэмпературы ў Sable Systems Internationals (Невада, ЗША), якая ўключала маніторы якасці ежы і вады і раму Promethion BZ1, якая запісвала ўзроўні актыўнасці шляхам вымярэння разрываў прамяня.2500 мл/мін.Мышэй акліматызавалі за 7 дзён да рэгістрацыі.Запісы збіраліся чатыры дні запар.Пасля гэтага мышэй вытрымлівалі пры адпаведных тэмпературах 25, 27,5 і 30 ° C на працягу дадатковых 12 дзён, пасля чаго клеткавыя канцэнтраты дадавалі, як апісана ніжэй.Тым часам групы мышэй, якіх утрымлівалі пры 22°C, трымалі пры гэтай тэмпературы яшчэ два дні (для збору новых зыходных дадзеных), а затым тэмпературу павялічвалі з крокам па 2°C праз дзень у пачатку светлавой фазы ( 06:00) да дасягнення 30 °C Пасля гэтага тэмпературу панізілі да 22 °C і збіралі дадзеныя яшчэ два дні.Пасля двух дадатковых дзён запісу пры тэмпературы 22°C скуркі былі дададзены ва ўсе клеткі пры ўсіх тэмпературах, і збор дадзеных пачаўся на другі дзень (дзень 17) і на працягу трох дзён.Пасля гэтага (20-ы дзень) ва ўсе клеткі ў пачатку светлавога цыклу (06:00) дабаўлялі гнездавы матэрыял (8-10 г) і яшчэ тры дні збіралі дадзеныя.Такім чынам, у канцы даследавання мышэй, якіх утрымлівалі пры 22°C, трымалі пры гэтай тэмпературы на працягу 21/33 дзён і пры 22°C на працягу апошніх 8 дзён, у той час як мышэй пры іншых тэмпературах трымалі пры гэтай тэмпературы на працягу 33 дзён./33 дні.У перыяд даследавання мышэй кармілі.
Мышы з нармальным вагой і DIO выконвалі тыя ж працэдуры даследавання.На -9 дзень мышэй узважылі, сканавалі МРТ і падзялілі на групы, параўнальныя па масе цела і складу цела.На дзень -7 мышэй перавялі ў закрытую сістэму ўскоснай каларыметрыі з кантролем тэмпературы, вырабленую SABLE Systems International (Невада, ЗША).Мышэй размяшчалі індывідуальна з подсцілам, але без матэрыялаў для гнездавання і хованак.Тэмпературу ўсталёўваюць 22, 25, 27,5 або 30 °C.Пасля аднаго тыдня акліматызацыі (дні ад -7 да 0, жывёл не турбавалі) даныя збіралі на працягу чатырох паслядоўных дзён (дні 0-4, даныя паказаны на мал. 1, 2, 5).Пасля гэтага мышэй, якіх трымалі пры тэмпературах 25, 27,5 і 30 °C, утрымлівалі ў пастаянных умовах да 17-га дня.У той жа час тэмпературу ў групе 22 °C павышалі з інтэрвалам у 2 °C праз дзень шляхам рэгулявання тэмпературнага цыклу (06:00 гадзін) у пачатку асвятлення (дадзеныя паказаны на мал. 1) .У 15 -ы дзень тэмпература знізілася да 22 ° С, і два дні дадзеных былі сабраны для забеспячэння зыходных дадзеных для наступных метадаў лячэння.Скуркі былі дададзены ўсім мышам на 17 дзень, а гнездавы матэрыял быў дададзены на 20 дзень (мал. 5).На 23-й дзень мышэй ўзважылі і правялі МРТ, а затым пакінулі ў спакоі на 24 гадзіны.На 24 дзень мышэй галадалі з пачатку фотаперыяду (06:00) і атрымлівалі OGTT (2 г/кг) у 12:00 (6-7 гадзін галадання).Пасля гэтага мышэй вярнулі ў адпаведныя ўмовы SABLE і падвергнулі эўтаназіі на другі дзень (дзень 25).
Мышы DIO (n = 8) выконвалі той жа пратакол, што і мышы з нармальнай вагой (як апісана вышэй і на малюнку 8).Мышы падтрымлівалі 45% HFD на працягу ўсяго эксперыменту з выдаткамі энергіі.
VO2 і VCO2, а таксама ціск вадзяной пары, былі запісаны з частатой 1 Гц з пастаяннай часу клеткі 2,5 мін.Спажыванне ежы і вады збіралі шляхам бесперапыннай запісу (1 Гц) вагі вёдраў з ежай і вадой.Выкарыстаны манітор якасці паказаў дазвол 0,002 g.Узроўні актыўнасці рэгістраваліся з дапамогай манітора 3D XYZ з прамянёвай сістэмай, даныя збіраліся з унутраным разрозненнем 240 Гц і паведамляліся кожную секунду для колькаснага вызначэння агульнай пройдзенай адлегласці (м) з эфектыўным прасторавым разрозненнем 0,25 см.Дадзеныя былі апрацаваны з дапамогай Sable Systems Macro Interpreter v.2.41, разлічваючы EE і RER і адфільтроўваючы выкіды (напрыклад, ілжывыя падзеі ежы).Інтэрпрэтатар макрасаў настроены на вывад дадзеных па ўсіх параметрах кожныя пяць хвілін.
У дадатак да рэгуляцыі ЭЭ, тэмпература навакольнага асяроддзя можа таксама рэгуляваць іншыя аспекты метабалізму, у тым ліку метабалізм глюкозы пасля ежы, рэгулюючы сакрэцыю гармонаў, якія метабалізуюць глюкозу.Каб праверыць гэтую гіпотэзу, мы нарэшце завяршылі даследаванне тэмпературы цела, справакаваўшы мышэй з нармальнай вагой пероральную нагрузку глюкозай DIO (2 г/кг).Спосабы падрабязна апісаны ў дадатковых матэрыялах.
У канцы даследавання (25-ы дзень) мышэй галадалі на працягу 2-3 гадзін (пачынаючы з 06:00), анестэзавалі изофлураном і цалкам абяскроўлівалі шляхам ретроорбитальной венепункцыі.Колькаснае вызначэнне ліпідаў плазмы і гармонаў і ліпідаў у печані апісана ў Дадатковых матэрыялах.
Каб высветліць, ці выклікае тэмпература шкарлупіны ўнутраныя змены ў тлушчавай тканіны, якія ўплываюць на ліполіз, пахвінную тлушчавую тканіну і тлушчавую тканіну прыдатка яечка выразалі непасрэдна ў мышэй пасля апошняй стадыі крывацёку.Тканіны апрацоўвалі з дапамогай нядаўна распрацаванага аналізу ліполізу ex vivo, апісанага ў дадатковых метадах.
Бурая тлушчавая тканіна (BAT) была сабрана ў дзень заканчэння даследавання і апрацавана, як апісана ў дадатковых метадах.
Дадзеныя прадстаўлены як сярэдняе ± SEM.Графікі ствараліся ў GraphPad Prism 9 (Ла-Хойя, Каліфорнія), а графікі рэдагаваліся ў Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, Сан-Хасэ, Каліфорнія).Статыстычная значнасць ацэньвалася ў GraphPad Prism і правяралася з дапамогай парнага t-тэсту, аднабаковага/двухбаковага ANOVA паўторных вымярэнняў з наступным тэстам множных параўнанняў Тьюкі або няпарнага аднабаковага ANOVA з наступным тэстам множных параўнанняў Т'юкі, калі неабходна.Перад тэставаннем размеркаванне Гаўса дадзеных было пацверджана тэстам нармальнасці Д'Агасціна-Пірсана.Аб'ём выбаркі ўказваецца ў адпаведным раздзеле раздзела «Вынікі», а таксама ў легендзе.Паўтарэнне вызначаецца як любое вымярэнне, якое прымаецца на адной жывёле (у натуральных умовах або на ўзоры тканіны).З пункту гледжання ўзнаўляльнасці даных, сувязь паміж выдаткамі энергіі і тэмпературай корпуса была прадэманстравана ў чатырох незалежных даследаваннях з выкарыстаннем розных мышэй з аналагічным дызайнам даследавання.
Падрабязныя эксперыментальныя пратаколы, матэрыялы і зыходныя дадзеныя даступныя па абгрунтаваным запыце ад вядучага аўтара Руна Э. Курэ.Гэта даследаванне не прывяло да стварэння новых унікальных рэагентаў, трансгенных жывёл / клетачных ліній або дадзеных секвенирования.
Для атрымання дадатковай інфармацыі аб дызайне даследавання глядзіце анатацыю да справаздачы аб даследаваннях прыроды, спасылка на якую спасылаецца на гэты артыкул.
Усе дадзеныя ўтвараюць графік.1-7 былі змешчаны ў рэпазітар базы дадзеных Science, нумар доступу: 1253.11.sciencedb.02284 або https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284.Дадзеныя, паказаныя ў ESM, могуць быць адпраўлены ў Rune E Kuhre пасля разумнага тэставання.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Лабараторныя жывёлы як сурагатныя мадэлі чалавечага атлусцення. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Лабараторныя жывёлы як сурагатныя мадэлі чалавечага атлусцення.Нільсан К, Раун К, Ян Ф.Ф., Ларсен М.О.і Тан-Крыстэнсэн М. Лабараторныя жывёлы як сурагатныя мадэлі атлусцення чалавека. Нільсан К., Раун К., Ян Ф. Ф., Ларсен М. С. і Тан-Крыстэнсэн М. 实验动物作为人类肥胖的替代模型。 Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Эксперыментальныя жывёлы як замяняльная мадэль для чалавека.Нільсан К, Раун К, Ян Ф.Ф., Ларсен М.О.і Тан-Крыстэнсэн М. Лабараторныя жывёлы як сурагатныя мадэлі атлусцення ў людзей.злачынства 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA Разлік новай сталай Мі і эксперыментальнае вызначэнне памеру апёку.Бернс 22, 607–611 (1996).
Гордан, SJ Сістэма тэрмарэгуляцыі мышы: яе наступствы для перадачы біямедыцынскіх даных людзям.фізіялогія.Паводзіны.179, 55-66 (2017).
Фішэр, AW, Csikasz, RI, фон Эсэн, G., Кэнан, B. & Nedergaard, J. Няма ізалявальнага эфекту атлусцення. Фішэр, AW, Csikasz, RI, фон Эсэн, G., Кэнан, B. & Nedergaard, J. Няма ізалявальнага эфекту атлусцення.Фішэр А.В., Чыкаш Р.І., фон Эсэн Г., Кэнан Б. і Недэргард Дж. Няма эфекту ізаляцыі атлусцення. Фішэр, AW, Csikasz, RI, фон Эсэн, G., Кэнан, B. & Nedergaard, J. 肥胖没有绝缘作用。 Фішэр, А.В., Чыкаш, Р.І., фон Эсэн, Г., Кэнан, Б. і Недэргаард, Дж. Фішэр, AW, Csikasz, RI, фон Эсэн, G., Кэнан, B. & Nedergaard, J. Ажырэнне не мае ізаляцыйнага эфекту. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Атлусценне не мае ізалявальнага эфекту.так.эндакрынныя.абмен рэчываў.311, E202–E213 (2016).
Лі, П. і інш.Дыябет 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ і інш.Ж. Цёпла.біялогіі.69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B., і Nedergaard, J. Аптымальная тэмпература ў доме для мышэй, каб імітаваць цеплавое асяроддзе чалавека: эксперыментальнае даследаванне. Фішэр, А.В., Кэнан, Б. і Недэргард, Дж. 小鼠模拟人类热环境的最佳住房温度：一项实验研究。 Фішэр, А.В., Кэнан, Б. і Недэргаард, Дж.Фішэр AW, Кэнан Б. і Недэргаард Дж. Аптымальная тэмпература жылля для мышэй, якія мадэлююць цеплавое асяроддзе чалавека: эксперыментальнае даследаванне.Мур.абмен рэчываў.7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR. Якая лепшая тэмпература жылля для пераносу эксперыментаў на мышах на людзей? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR. Якая лепшая тэмпература жылля для пераносу эксперыментаў на мышах на людзей?Кіер Дж, Лі М і Спікман Дж.Р. Якая пакаёвая тэмпература лепшая для перадачы эксперыментаў на мышах людзям? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？ Keijer, J., Li, M. & Speakman, JRКіер Дж, Лі М і Спікман Дж.Р. Якая аптымальная тэмпература абалонкі для перадачы эксперыментаў на мышах людзям?Мур.25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ & MacDougald, OA Мышы як эксперыментальныя мадэлі для фізіялогіі чалавека: калі некалькі градусаў у жыллё тэмпература мае значэнне. Seeley, RJ & MacDougald, OA Мышы як эксперыментальныя мадэлі для фізіялогіі чалавека: калі некалькі градусаў у жыллё тэмпература мае значэнне. Seeley, RJ & MacDougald, OA. Мышы як эксперыментальныя мадэлі для фізіялогіі чалавека: калі некалькі градусаў у доме маюць значэнне. Seeley, RJ & MacDougald, OA 小鼠作为人类生理学的实验模型：当几度的住房温度很重要时。 Сілі, Арджэй і МакДугалд, ОА Мышы Seeley, RJ & MacDougald, OA як эксперыментальная мадэль фізіялогіі чалавека: калі градусы тэмпературы ў памяшканні маюць значэнне. Мышы Seeley, RJ & MacDougald, OA як эксперыментальная мадэль фізіялогіі чалавека: калі некалькі градусаў пакаёвай тэмпературы маюць значэнне.Нацыянальны абмен рэчываў.3, 443–445 (2021).
Фішэр, А.В., Кэнан, Б. і Недэргаард, Дж. Адказ на пытанне "Якая лепшая пакаёвая тэмпература для перадачы эксперыментаў на мышах людзям?" Фішэр, А.В., Кэнан, Б. і Недэргаард, Дж.Фішэр AW, Cannon B. і Nedergaard J. Адказы на пытанне "Якая аптымальная тэмпература абалонкі для перадачы эксперыментаў на мышах людзям?"Так: тэрманейтральны.Мур.абмен рэчываў.26, 1-3 (2019).
Час публікацыі: 28 кастрычніка 2022 г