Terima kasih kerana melawat Nature.com.Versi penyemak imbas yang anda gunakan mempunyai sokongan CSS yang terhad.Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan agar anda menggunakan penyemak imbas yang dikemas kini (atau lumpuhkan Mod Keserasian dalam Internet Explorer).Sementara itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami akan menjadikan tapak tanpa gaya dan JavaScript.
Kebanyakan kajian metabolik pada tikus dijalankan pada suhu bilik, walaupun dalam keadaan ini, tidak seperti manusia, tikus menghabiskan banyak tenaga untuk mengekalkan suhu dalaman.Di sini, kami menerangkan berat badan normal dan obesiti akibat diet (DIO) dalam tikus C57BL/6J yang diberi makan chow chow atau diet lemak tinggi 45%, masing-masing.Tikus diletakkan selama 33 hari pada suhu 22, 25, 27.5 dan 30° C. dalam sistem kalorimetri tidak langsung.Kami menunjukkan bahawa perbelanjaan tenaga meningkat secara linear daripada 30°C kepada 22°C dan kira-kira 30% lebih tinggi pada 22°C dalam kedua-dua model tetikus.Dalam tikus berat normal, pengambilan makanan mengatasi EE.Sebaliknya, tikus DIO tidak mengurangkan pengambilan makanan apabila EE menurun.Oleh itu, pada akhir kajian, tikus pada suhu 30°C mempunyai berat badan, jisim lemak dan gliserol plasma dan trigliserida yang lebih tinggi daripada tikus pada suhu 22°C.Ketidakseimbangan dalam tikus DIO mungkin disebabkan oleh peningkatan diet berasaskan keseronokan.
Tikus ialah model haiwan yang paling biasa digunakan untuk kajian fisiologi dan patofisiologi manusia, dan selalunya haiwan lalai yang digunakan pada peringkat awal penemuan dan pembangunan dadah.Walau bagaimanapun, tikus berbeza daripada manusia dalam beberapa cara fisiologi yang penting, dan sementara penskalaan alometrik boleh digunakan sedikit sebanyak untuk diterjemahkan kepada manusia, perbezaan besar antara tikus dan manusia terletak pada termoregulasi dan homeostasis tenaga.Ini menunjukkan ketidakkonsistenan asas.Purata jisim badan tikus dewasa sekurang-kurangnya seribu kali kurang daripada dewasa (50 g vs. 50 kg), dan luas permukaan kepada nisbah jisim berbeza kira-kira 400 kali disebabkan oleh transformasi geometri bukan linear yang diterangkan oleh Mee .Persamaan 2. Akibatnya, tikus kehilangan haba yang lebih ketara berbanding isipadunya, jadi mereka lebih sensitif terhadap suhu, lebih terdedah kepada hipotermia, dan mempunyai kadar metabolisme basal purata sepuluh kali lebih tinggi daripada manusia.Pada suhu bilik standard (~22°C), tikus mesti meningkatkan jumlah perbelanjaan tenaga (EE) mereka sebanyak kira-kira 30% untuk mengekalkan suhu badan teras.Pada suhu yang lebih rendah, EE meningkat lebih banyak lagi sebanyak kira-kira 50% dan 100% pada 15 dan 7°C berbanding EE pada 22°C.Oleh itu, keadaan perumahan standard mendorong tindak balas tekanan sejuk, yang boleh menjejaskan kebolehpindahan hasil tetikus kepada manusia, kerana manusia yang hidup dalam masyarakat moden menghabiskan sebahagian besar masa mereka dalam keadaan termoneutral (kerana nisbah kawasan yang lebih rendah permukaan kepada volum menjadikan kita kurang sensitif terhadap suhu, kerana kita mencipta zon termoneutral (TNZ) di sekeliling kita di atas kadar metabolik basal) menjangkau ~19 hingga 30°C6, manakala tikus mempunyai jalur yang lebih tinggi dan lebih sempit hanya 2–4°C7,8 Sebenarnya, ini penting. aspek telah mendapat perhatian yang besar dalam beberapa tahun kebelakangan ini4, 7,8,9,10,11,12 dan telah dicadangkan bahawa beberapa "perbezaan spesies" boleh dikurangkan dengan meningkatkan suhu cangkerang 9. Walau bagaimanapun, tiada konsensus mengenai julat suhu yang membentuk thermoneutrality pada tikus.Oleh itu, sama ada suhu kritikal yang lebih rendah dalam julat termoneutral dalam tikus tunggal lutut lebih dekat kepada 25°C atau lebih dekat kepada 30°C4, 7, 8, 10, 12 masih menjadi kontroversi.EE dan parameter metabolik lain telah dihadkan kepada jam hingga hari, jadi sejauh mana pendedahan berpanjangan kepada suhu berbeza boleh menjejaskan parameter metabolik seperti berat badan tidak jelas.penggunaan, penggunaan substrat, toleransi glukosa, dan kepekatan lipid dan glukosa plasma serta hormon yang mengawal selera makan.Di samping itu, kajian lanjut diperlukan untuk memastikan sejauh mana diet boleh mempengaruhi parameter ini (tikus DIO pada diet tinggi lemak mungkin lebih berorientasikan kepada diet berasaskan keseronokan (hedonik)).Untuk memberikan lebih banyak maklumat mengenai topik ini, kami mengkaji kesan suhu pemeliharaan pada parameter metabolik yang disebutkan di atas dalam tikus jantan dewasa berat normal dan tikus jantan obes (DIO) akibat diet pada diet tinggi lemak 45%.Tikus disimpan pada suhu 22, 25, 27.5, atau 30 ° C selama sekurang-kurangnya tiga minggu.Suhu di bawah 22°C belum dikaji kerana perumahan haiwan standard jarang berada di bawah suhu bilik.Kami mendapati bahawa tikus DIO berat normal dan bulatan tunggal bertindak balas sama terhadap perubahan suhu kepungan dari segi EE dan tanpa mengira keadaan kepungan (dengan atau tanpa bahan perlindungan/bersarang).Walau bagaimanapun, sementara tikus berat normal melaraskan pengambilan makanan mereka mengikut EE, pengambilan makanan tikus DIO sebahagian besarnya bebas daripada EE, menyebabkan tikus mendapat lebih berat.Menurut data berat badan, kepekatan plasma lipid dan badan keton menunjukkan bahawa tikus DIO pada 30°C mempunyai keseimbangan tenaga yang lebih positif daripada tikus pada 22°C.Sebab asas perbezaan dalam keseimbangan pengambilan tenaga dan EE antara berat normal dan tikus DIO memerlukan kajian lanjut, tetapi mungkin berkaitan dengan perubahan patofisiologi dalam tikus DIO dan kesan diet berasaskan keseronokan akibat diet obes.
EE meningkat secara linear daripada 30 hingga 22°C dan kira-kira 30% lebih tinggi pada 22°C berbanding 30°C (Rajah 1a,b).Kadar pertukaran pernafasan (RER) adalah bebas daripada suhu (Rajah 1c, d).Pengambilan makanan adalah konsisten dengan dinamik EE dan meningkat dengan penurunan suhu (juga ~30% lebih tinggi pada 22°C berbanding 30°C (Rajah 1e,f). Pengambilan air. Isipadu dan tahap aktiviti tidak bergantung pada suhu (Rajah 1). 1g).
Tikus jantan (C57BL/6J, berumur 20 minggu, perumahan individu, n=7) ditempatkan dalam sangkar metabolik pada suhu 22° C. selama satu minggu sebelum permulaan kajian.Dua hari selepas pengumpulan data latar belakang, suhu dinaikkan dalam kenaikan 2°C pada jam 06:00 setiap hari (permulaan fasa cahaya).Data dibentangkan sebagai min ± ralat piawai bagi min, dan fasa gelap (18:00–06:00 h) diwakili oleh kotak kelabu.a Perbelanjaan tenaga (kcal/j), b Jumlah perbelanjaan tenaga pada pelbagai suhu (kcal/24 j), c Kadar pertukaran pernafasan (VCO2/VO2: 0.7–1.0), d Purata RER dalam fasa terang dan gelap (VCO2 /VO2) (nilai sifar ditakrifkan sebagai 0.7).e pengambilan makanan kumulatif (g), f 24j jumlah pengambilan makanan, g 24j jumlah pengambilan air (ml), h 24j jumlah pengambilan air, i kumulatif aras aktiviti (m) dan j jumlah aras aktiviti (m/24j) .).Tikus disimpan pada suhu yang ditunjukkan selama 48 jam.Data yang ditunjukkan untuk 24, 26, 28 dan 30°C merujuk kepada 24 jam terakhir setiap kitaran.Tikus tetap diberi makan sepanjang kajian.Kepentingan statistik telah diuji dengan pengukuran berulang ANOVA sehala diikuti oleh ujian perbandingan berganda Tukey.Asterisk menunjukkan kepentingan untuk nilai awal 22°C, lorekan menunjukkan kepentingan antara kumpulan lain seperti yang ditunjukkan. *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.Nilai purata dikira untuk keseluruhan tempoh percubaan (0-192 jam).n = 7.
Seperti dalam kes tikus berat normal, EE meningkat secara linear dengan penurunan suhu, dan dalam kes ini, EE juga kira-kira 30% lebih tinggi pada 22°C berbanding 30°C (Rajah 2a,b).RER tidak berubah pada suhu yang berbeza (Rajah 2c, d).Berbeza dengan tikus berat normal, pengambilan makanan tidak konsisten dengan EE sebagai fungsi suhu bilik.Pengambilan makanan, pengambilan air dan tahap aktiviti adalah bebas daripada suhu (Rajah 2e–j).
Tikus DIO jantan (C57BL/6J, 20 minggu) ditempatkan secara individu dalam sangkar metabolik pada suhu 22° C selama satu minggu sebelum permulaan kajian.Tikus boleh menggunakan 45% HFD ad libitum.Selepas penyesuaian selama dua hari, data asas telah dikumpulkan.Selepas itu, suhu dinaikkan dalam kenaikan 2°C setiap hari pada 06:00 (permulaan fasa cahaya).Data dibentangkan sebagai min ± ralat piawai bagi min, dan fasa gelap (18:00–06:00 h) diwakili oleh kotak kelabu.a Perbelanjaan tenaga (kcal/j), b Jumlah perbelanjaan tenaga pada pelbagai suhu (kcal/24 j), c Kadar pertukaran pernafasan (VCO2/VO2: 0.7–1.0), d Purata RER dalam fasa terang dan gelap (VCO2 /VO2) (nilai sifar ditakrifkan sebagai 0.7).e pengambilan makanan kumulatif (g), f 24j jumlah pengambilan makanan, g 24j jumlah pengambilan air (ml), h 24j jumlah pengambilan air, i kumulatif aras aktiviti (m) dan j jumlah aras aktiviti (m/24j) .).Tikus disimpan pada suhu yang ditunjukkan selama 48 jam.Data yang ditunjukkan untuk 24, 26, 28 dan 30°C merujuk kepada 24 jam terakhir setiap kitaran.Tikus dikekalkan pada 45% HFD sehingga akhir kajian.Kepentingan statistik telah diuji dengan pengukuran berulang ANOVA sehala diikuti oleh ujian perbandingan berganda Tukey.Asterisk menunjukkan kepentingan untuk nilai awal 22°C, lorekan menunjukkan kepentingan antara kumpulan lain seperti yang ditunjukkan. *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.Nilai purata dikira untuk keseluruhan tempoh percubaan (0-192 jam).n = 7.
Dalam siri eksperimen lain, kami meneliti kesan suhu ambien pada parameter yang sama, tetapi kali ini antara kumpulan tikus yang sentiasa disimpan pada suhu tertentu.Tikus dibahagikan kepada empat kumpulan untuk meminimumkan perubahan statistik dalam min dan sisihan piawai berat badan, lemak dan berat badan normal (Rajah 3a–c).Selepas 7 hari penyesuaian, 4.5 hari EE direkodkan.EE dipengaruhi dengan ketara oleh suhu ambien pada waktu siang dan malam (Rajah 3d), dan meningkat secara linear apabila suhu berkurangan daripada 27.5°C kepada 22°C (Rajah 3e).Berbanding dengan kumpulan lain, RER kumpulan 25 ° C agak berkurangan, dan tiada perbezaan antara kumpulan yang tinggal (Rajah 3f, g).Pengambilan makanan selari dengan corak EE a meningkat kira-kira 30% pada 22°C berbanding 30°C (Rajah 3h,i).Penggunaan air dan tahap aktiviti tidak berbeza dengan ketara antara kumpulan (Rajah 3j, k).Pendedahan kepada suhu yang berbeza sehingga 33 hari tidak membawa kepada perbezaan berat badan, jisim tanpa lemak dan jisim lemak antara kumpulan (Rajah 3n-s), tetapi mengakibatkan penurunan jisim badan tanpa lemak kira-kira 15% berbanding dengan skor yang dilaporkan sendiri (Rajah 3n-s).3b, r, c)) dan jisim lemak meningkat lebih daripada 2 kali ganda (dari ~1 g kepada 2–3 g, Rajah 3c, t, c).Malangnya, kabinet 30°C mempunyai ralat penentukuran dan tidak dapat memberikan data EE dan RER yang tepat.
- Berat badan (a), jisim tanpa lemak (b) dan jisim lemak (c) selepas 8 hari (sehari sebelum dipindahkan ke sistem SABLE).d Penggunaan tenaga (kcal/j).e Purata penggunaan tenaga (0–108 jam) pada pelbagai suhu (kcal/24 jam).f Nisbah pertukaran pernafasan (RER) (VCO2/VO2).g Purata RER (VCO2/VO2).h Jumlah pengambilan makanan (g).i Min pengambilan makanan (g/24 jam).j Jumlah penggunaan air (ml).k Purata penggunaan air (ml/24 jam).l Tahap aktiviti kumulatif (m).m Purata tahap aktiviti (m/24 jam).n berat badan pada hari ke-18, o perubahan dalam berat badan (dari hari ke-8 hingga ke-18), p jisim tanpa lemak pada hari ke-18, q perubahan dalam jisim tanpa lemak (dari hari ke-8 hingga ke-18 ), r jisim lemak pada hari ke-18 , dan perubahan dalam jisim lemak (dari -8 hingga 18 hari).Kepentingan statistik langkah berulang telah diuji oleh Oneway-ANOVA diikuti oleh ujian perbandingan berganda 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.Data dibentangkan sebagai ralat min + standard bagi min, fasa gelap (18:00-06:00 h) diwakili oleh kotak kelabu.Titik-titik pada histogram mewakili tikus individu.Nilai purata dikira untuk keseluruhan tempoh percubaan (0-108 jam).n = 7.
Tikus dipadankan dalam berat badan, jisim tanpa lemak, dan jisim lemak pada garis dasar (Rajah 4a–c) dan dikekalkan pada 22, 25, 27.5, dan 30°C seperti dalam kajian dengan tikus berat normal..Apabila membandingkan kumpulan tikus, hubungan antara EE dan suhu menunjukkan hubungan linear yang sama dengan suhu dari semasa ke semasa dalam tikus yang sama.Oleh itu, tikus yang disimpan pada suhu 22°C menggunakan lebih kurang 30% tenaga berbanding tikus yang disimpan pada suhu 30°C (Rajah 4d, e).Apabila mengkaji kesan pada haiwan, suhu tidak selalu mempengaruhi RER (Rajah 4f,g).Pengambilan makanan, pengambilan air dan aktiviti tidak terjejas dengan ketara oleh suhu (Gamb. 4h–m).Selepas 33 hari pemeliharaan, tikus pada suhu 30°C mempunyai berat badan yang jauh lebih tinggi daripada tikus pada suhu 22°C (Rajah 4n).Berbanding dengan titik asas masing-masing, tikus yang dibesarkan pada suhu 30°C mempunyai berat badan yang jauh lebih tinggi daripada tikus yang dipelihara pada 22°C (min ± ralat piawai bagi min: Rajah 4o).Pertambahan berat badan yang agak tinggi adalah disebabkan oleh peningkatan dalam jisim lemak (Rajah 4p, q) dan bukannya peningkatan dalam jisim tanpa lemak (Rajah 4r, s).Selaras dengan nilai EE yang lebih rendah pada 30°C, ekspresi beberapa gen BAT yang meningkatkan fungsi/aktiviti BAT dikurangkan pada 30°C berbanding 22°C: Adra1a, Adrb3, dan Prdm16.Gen utama lain yang juga meningkatkan fungsi/aktiviti BAT tidak terjejas: Sema3a (peraturan pertumbuhan neurit), Tfam (biogenesis mitokondria), Adrb1, Adra2a, Pck1 (glukoneogenesis) dan Cpt1a.Yang menghairankan, Ucp1 dan Vegf-a, dikaitkan dengan peningkatan aktiviti termogenik, tidak berkurangan dalam kumpulan 30°C.Malah, tahap Ucp1 dalam tiga tikus adalah lebih tinggi daripada kumpulan 22 ° C, dan Vegf-a dan Adrb2 meningkat dengan ketara.Berbanding dengan kumpulan 22 ° C, tikus dikekalkan pada 25 ° C dan 27.5 ° C tidak menunjukkan perubahan (Tambahan Rajah 1).
- Berat badan (a), jisim tanpa lemak (b) dan jisim lemak (c) selepas 9 hari (sehari sebelum dipindahkan ke sistem SABLE).d Penggunaan tenaga (EE, kcal/j).e Purata penggunaan tenaga (0–96 jam) pada pelbagai suhu (kcal/24 jam).f Nisbah pertukaran pernafasan (RER, VCO2/VO2).g Purata RER (VCO2/VO2).h Jumlah pengambilan makanan (g).i Min pengambilan makanan (g/24 jam).j Jumlah penggunaan air (ml).k Purata penggunaan air (ml/24 jam).l Tahap aktiviti kumulatif (m).m Purata tahap aktiviti (m/24 jam).n Berat badan pada hari 23 (g), o Perubahan dalam berat badan, p Jisim tanpa lemak, q Perubahan dalam jisim tanpa lemak (g) pada hari 23 berbanding hari ke-9, Perubahan dalam jisim lemak (g) pada 23 -hari, lemak jisim (g) berbanding hari ke-8, hari ke-23 berbanding hari ke-8.Kepentingan statistik langkah berulang telah diuji oleh Oneway-ANOVA diikuti oleh ujian perbandingan berganda 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.Data dibentangkan sebagai ralat min + standard bagi min, fasa gelap (18:00-06:00 h) diwakili oleh kotak kelabu.Titik-titik pada histogram mewakili tikus individu.Nilai min dikira untuk keseluruhan tempoh percubaan (0-96 jam).n = 7.
Seperti manusia, tikus sering mencipta persekitaran mikro untuk mengurangkan kehilangan haba kepada alam sekitar.Untuk mengukur kepentingan persekitaran ini untuk EE, kami menilai EE pada 22, 25, 27.5 dan 30°C, dengan atau tanpa pelindung kulit dan bahan bersarang.Pada 22°C, penambahan kulit standard mengurangkan EE sebanyak kira-kira 4%.Penambahan bahan bersarang seterusnya mengurangkan EE sebanyak 3-4% (Rajah 5a, b).Tiada perubahan ketara dalam RER, pengambilan makanan, pengambilan air, atau tahap aktiviti diperhatikan dengan penambahan rumah atau kulit + peralatan tempat tidur (Rajah 5i-p).Penambahan kulit dan bahan bersarang juga mengurangkan EE dengan ketara pada 25 dan 30°C, tetapi tindak balasnya secara kuantitatif lebih kecil.Pada 27.5°C tiada perbezaan diperhatikan.Terutama, dalam eksperimen ini, EE menurun dengan peningkatan suhu, dalam kes ini kira-kira 57% lebih rendah daripada EE pada 30°C berbanding 22°C (Rajah 5c–h).Analisis yang sama dilakukan hanya untuk fasa cahaya, di mana EE lebih dekat dengan kadar metabolik basal, kerana dalam kes ini tikus kebanyakannya berehat di dalam kulit, menghasilkan saiz kesan yang setanding pada suhu yang berbeza (Tambahan Rajah 2a–h) .
Data untuk tikus daripada bahan perlindungan dan sarang (biru tua), rumah tetapi tiada bahan sarang (biru muda), dan bahan rumah dan sarang (oren).Penggunaan tenaga (EE, kcal/j) untuk bilik a, c, e dan g pada 22, 25, 27.5 dan 30 °C, b, d, f dan h bermaksud EE (kcal/j).ip Data untuk tikus yang ditempatkan pada suhu 22°C: i kadar pernafasan (RER, VCO2/VO2), j min RER (VCO2/VO2), k pengambilan makanan terkumpul (g), l purata pengambilan makanan (g/24 h) , m jumlah pengambilan air (mL), n purata pengambilan air AUC (mL/24j), o jumlah aktiviti (m), p purata tahap aktiviti (m/24j).Data dibentangkan sebagai ralat min + standard bagi min, fasa gelap (18:00-06:00 h) diwakili oleh kotak kelabu.Titik-titik pada histogram mewakili tikus individu.Kepentingan statistik langkah berulang telah diuji oleh Oneway-ANOVA diikuti oleh ujian perbandingan berganda 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.Nilai purata dikira untuk keseluruhan tempoh percubaan (0-72 jam).n = 7.
Dalam tikus berat normal (2-3 jam berpuasa), pembesaran pada suhu yang berbeza tidak menghasilkan perbezaan ketara dalam kepekatan plasma TG, 3-HB, kolesterol, ALT, dan AST, tetapi HDL sebagai fungsi suhu.Rajah 6a-e).Kepekatan plasma puasa leptin, insulin, C-peptida, dan glukagon juga tidak berbeza antara kumpulan (Rajah 6g-j).Pada hari ujian toleransi glukosa (selepas 31 hari pada suhu yang berbeza), paras glukosa darah asas (5-6 jam berpuasa) adalah kira-kira 6.5 mM, tanpa perbezaan antara kumpulan. Pentadbiran glukosa oral meningkatkan kepekatan glukosa darah dengan ketara dalam semua kumpulan, tetapi kedua-dua kepekatan puncak dan kawasan tambahan di bawah lengkung (iAUCs) (15-120 min) adalah lebih rendah dalam kumpulan tikus yang ditempatkan pada 30 ° C (titik masa individu: P < 0.05-P < 0.0001, Rajah 6k, l) berbanding dengan tikus yang ditempatkan pada 22, 25 dan 27.5 ° C (yang tidak berbeza antara satu sama lain). Pentadbiran glukosa oral meningkatkan kepekatan glukosa darah dengan ketara dalam semua kumpulan, tetapi kedua-dua kepekatan puncak dan kawasan tambahan di bawah lengkung (iAUCs) (15-120 min) adalah lebih rendah dalam kumpulan tikus yang ditempatkan pada 30 ° C (titik masa individu: P < 0.05-P < 0.0001, Rajah 6k, l) berbanding dengan tikus yang ditempatkan pada 22, 25 dan 27.5 ° C (yang tidak berbeza antara satu sama lain). Пероральное введение глюкозы значительно повышало концентрацию глюкозы в крови во всех группах, нокрация площадь приращения под кривыми (iAUC) (15–120 мин) были ниже в группе мышей, содержащихся при 30 °C (dari suhu: ремток < 0,05–P < 0,0001, рис. Pemberian glukosa oral dengan ketara meningkatkan kepekatan glukosa darah dalam semua kumpulan, tetapi kedua-dua kepekatan puncak dan kawasan tambahan di bawah lengkung (iAUC) (15-120 min) adalah lebih rendah dalam kumpulan tikus 30 ° C (titik masa berasingan: P <0.05-). P <0.0001, Rajah 6k, l) berbanding tikus yang disimpan pada suhu 22, 25 dan 27.5 °C (yang tidak berbeza antara satu sama lain).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，小鼠组中，小鼠组中，小鼠组中，峓度面积(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）。30 ° C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。Pemberian glukosa oral dengan ketara meningkatkan kepekatan glukosa darah dalam semua kumpulan, tetapi kedua-dua kepekatan puncak dan kawasan di bawah lengkung (iAUC) (15-120 min) adalah lebih rendah dalam kumpulan tikus yang diberi makan 30 ° C (semua titik masa).: P < 0,05–P < 0,0001, рис. : P < 0.05–P < 0.0001, Rajah.6l, l) berbanding dengan tikus yang disimpan pada suhu 22, 25 dan 27.5°C (tiada perbezaan antara satu sama lain).
Kepekatan plasma TG, 3-HB, kolesterol, HDL, ALT, AST, FFA, gliserol, leptin, insulin, C-peptida dan glukagon ditunjukkan pada tikus DIO(al) jantan dewasa selepas 33 hari makan pada suhu yang ditunjukkan .Tikus tidak diberi makan 2-3 jam sebelum pensampelan darah.Pengecualian adalah ujian toleransi glukosa oral, yang dilakukan dua hari sebelum tamat kajian pada tikus berpuasa selama 5-6 jam dan disimpan pada suhu yang sesuai selama 31 hari.Tikus telah dicabar dengan 2 g/kg berat badan.Kawasan di bawah data lengkung (L) dinyatakan sebagai data tambahan (iAUC).Data dibentangkan sebagai min ± SEM.Titik mewakili sampel individu. *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.
Dalam tikus DIO (juga berpuasa selama 2-3 jam), kolesterol plasma, HDL, ALT, AST, dan kepekatan FFA tidak berbeza antara kumpulan.Kedua-dua TG dan gliserol telah dinaikkan dengan ketara dalam kumpulan 30°C berbanding kumpulan 22°C (Rajah 7a–h).Sebaliknya, 3-GB adalah kira-kira 25% lebih rendah pada 30°C berbanding 22°C (Rajah 7b).Oleh itu, walaupun tikus dikekalkan pada 22 ° C mempunyai keseimbangan tenaga positif keseluruhan, seperti yang dicadangkan oleh penambahan berat badan, perbezaan dalam kepekatan plasma TG, gliserol, dan 3-HB mencadangkan bahawa tikus pada 22 ° C apabila pensampelan kurang daripada pada 22 ° C.°C.Tikus yang dibesarkan pada suhu 30 ° C berada dalam keadaan negatif yang agak bertenaga.Selaras dengan ini, kepekatan hati gliserol dan TG yang boleh diekstrak, tetapi bukan glikogen dan kolesterol, adalah lebih tinggi dalam kumpulan 30 °C (Tambahan Rajah 3a-d).Untuk menyiasat sama ada perbezaan yang bergantung kepada suhu dalam lipolisis (seperti yang diukur oleh plasma TG dan gliserol) adalah hasil daripada perubahan dalaman dalam lemak epididimis atau inguinal, kami mengekstrak tisu adiposa dari kedai-kedai ini pada akhir kajian dan mengira asid lemak bebas ex. vivo.dan pembebasan gliserol.Dalam semua kumpulan eksperimen, sampel tisu adiposa dari depot epididimis dan inguinal menunjukkan sekurang-kurangnya peningkatan dua kali ganda dalam pengeluaran gliserol dan FFA sebagai tindak balas kepada rangsangan isoproterenol (Tambahan Rajah 4a–d).Walau bagaimanapun, tiada kesan suhu cengkerang pada lipolisis yang dirangsang oleh basal atau isoproterenol ditemui.Selaras dengan berat badan dan jisim lemak yang lebih tinggi, paras leptin plasma adalah lebih tinggi dalam kumpulan 30°C berbanding kumpulan 22°C (Rajah 7i).Sebaliknya, paras plasma insulin dan C-peptida tidak berbeza antara kumpulan suhu (Rajah 7k, k), tetapi glukagon plasma menunjukkan pergantungan pada suhu, tetapi dalam kes ini hampir 22 ° C dalam kumpulan bertentangan adalah dua kali berbanding hingga 30°C.DARI.Kumpulan C (Rajah 7l).FGF21 tidak berbeza antara kumpulan suhu yang berbeza (Rajah 7m).Pada hari OGTT, glukosa darah asas adalah kira-kira 10 mM dan tidak berbeza antara tikus yang ditempatkan pada suhu yang berbeza (Rajah 7n).Pentadbiran oral glukosa meningkatkan tahap glukosa darah dan memuncak dalam semua kumpulan pada kepekatan kira-kira 18 mM 15 minit selepas dos.Tiada perbezaan ketara dalam iAUC (15-120 min) dan kepekatan pada titik masa yang berbeza selepas dos (15, 30, 60, 90 dan 120 min) (Rajah 7n, o).
Kepekatan plasma TG, 3-HB, kolesterol, HDL, ALT, AST, FFA, gliserol, leptin, insulin, C-peptida, glukagon, dan FGF21 ditunjukkan pada tikus lelaki dewasa DIO (ao) selepas 33 hari makan.suhu yang ditetapkan.Tikus tidak diberi makan 2-3 jam sebelum pensampelan darah.Ujian toleransi glukosa oral adalah pengecualian kerana ia dilakukan pada dos 2 g/kg berat badan dua hari sebelum tamat kajian pada tikus yang dipuasakan selama 5-6 jam dan disimpan pada suhu yang sesuai selama 31 hari.Kawasan di bawah data lengkung (o) ditunjukkan sebagai data tambahan (iAUC).Data dibentangkan sebagai min ± SEM.Titik mewakili sampel individu. *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.
Kebolehpindahan data tikus kepada manusia adalah isu kompleks yang memainkan peranan penting dalam mentafsir kepentingan pemerhatian dalam konteks penyelidikan fisiologi dan farmakologi.Atas sebab ekonomi dan untuk memudahkan penyelidikan, tikus selalunya disimpan pada suhu bilik di bawah zon termoneutralnya, mengakibatkan pengaktifan pelbagai sistem fisiologi pampasan yang meningkatkan kadar metabolisme dan berpotensi menjejaskan kebolehtranslatan9.Oleh itu, pendedahan tikus kepada selsema boleh menyebabkan tikus tahan terhadap obesiti yang disebabkan oleh diet dan boleh menghalang hiperglisemia dalam tikus yang dirawat streptozotocin disebabkan peningkatan pengangkutan glukosa bukan bergantung kepada insulin.Walau bagaimanapun, tidak jelas sejauh mana pendedahan berpanjangan kepada pelbagai suhu yang berkaitan (dari bilik ke termoneutral) mempengaruhi homeostasis tenaga berbeza tikus berat normal (pada makanan) dan tikus DIO (pada HFD) dan parameter metabolik, serta tahap yang mana mereka dapat mengimbangi peningkatan EE dengan peningkatan dalam pengambilan makanan.Kajian yang dibentangkan dalam artikel ini bertujuan untuk membawa sedikit kejelasan kepada topik ini.
Kami menunjukkan bahawa dalam tikus dewasa berat normal dan tikus DIO jantan, EE berkait songsang dengan suhu bilik antara 22 dan 30°C.Oleh itu, EE pada 22°C adalah kira-kira 30% lebih tinggi daripada pada 30°C.dalam kedua-dua model tetikus.Walau bagaimanapun, perbezaan penting antara tikus berat normal dan tikus DIO ialah sementara tikus berat normal sepadan dengan EE pada suhu yang lebih rendah dengan melaraskan pengambilan makanan dengan sewajarnya, pengambilan makanan tikus DIO berbeza-beza pada tahap yang berbeza.Suhu kajian adalah serupa.Selepas satu bulan, tikus DIO yang disimpan pada suhu 30°C memperoleh lebih banyak berat badan dan jisim lemak daripada tikus yang disimpan pada suhu 22°C, manakala manusia biasa disimpan pada suhu yang sama dan untuk tempoh masa yang sama tidak membawa kepada demam.perbezaan bergantung pada berat badan.berat tikus.Berbanding dengan suhu berhampiran termoneutral atau pada suhu bilik, pertumbuhan pada suhu bilik menyebabkan DIO atau tikus berat normal pada diet tinggi lemak tetapi tidak pada diet tikus berat normal untuk mendapatkan berat badan yang agak kurang.badan.Disokong oleh kajian lain17,18,19,20,21 tetapi tidak oleh semua22,23.
Keupayaan untuk mencipta persekitaran mikro untuk mengurangkan kehilangan haba dihipotesiskan untuk mengalihkan neutraliti terma ke kiri8, 12. Dalam kajian kami, kedua-dua penambahan bahan bersarang dan penyembunyian mengurangkan EE tetapi tidak menghasilkan neutraliti haba sehingga 28°C.Oleh itu, data kami tidak menyokong bahawa titik rendah thermoneutrality dalam tikus dewasa tunggal lutut, dengan atau tanpa rumah yang diperkaya dengan alam sekitar, hendaklah 26-28°C seperti yang ditunjukkan8,12, tetapi ia menyokong kajian lain yang menunjukkan thermoneutrality.suhu 30°C pada tikus titik rendah7, 10, 24. Untuk merumitkan keadaan, titik termoneutral pada tikus telah ditunjukkan tidak statik pada siang hari kerana ia lebih rendah semasa fasa rehat (cahaya), mungkin disebabkan oleh kalori yang lebih rendah pengeluaran hasil daripada aktiviti dan termogenesis yang disebabkan oleh diet.Oleh itu, dalam fasa cahaya, titik bawah neutraliti haba menjadi ~29°C, dan dalam fasa gelap, ~33°C25.
Akhirnya, hubungan antara suhu ambien dan jumlah penggunaan tenaga ditentukan oleh pelesapan haba.Dalam konteks ini, nisbah luas permukaan kepada isipadu adalah penentu penting kepekaan haba, yang mempengaruhi kedua-dua pelesapan haba (luas permukaan) dan penjanaan haba (isipadu).Selain luas permukaan, pemindahan haba juga ditentukan oleh penebat (kadar pemindahan haba).Pada manusia, jisim lemak boleh mengurangkan kehilangan haba dengan mewujudkan penghalang penebat di sekeliling cangkerang badan, dan telah dicadangkan bahawa jisim lemak juga penting untuk penebat haba pada tikus, menurunkan titik thermoneutral dan mengurangkan kepekaan suhu di bawah titik neutral haba ( cerun lengkung).suhu persekitaran berbanding EE)12.Kajian kami tidak direka untuk menilai secara langsung hubungan ini kerana data komposisi badan dikumpul 9 hari sebelum data perbelanjaan tenaga dikumpulkan dan kerana jisim lemak tidak stabil sepanjang kajian.Walau bagaimanapun, memandangkan berat normal dan tikus DIO mempunyai EE 30% lebih rendah pada 30°C berbanding pada 22°C walaupun sekurang-kurangnya perbezaan 5 kali ganda dalam jisim lemak, data kami tidak menyokong bahawa obesiti harus menyediakan penebat asas.faktor, sekurang-kurangnya tidak dalam julat suhu yang disiasat.Ini adalah selaras dengan kajian lain yang direka bentuk lebih baik untuk meneroka ini4,24.Dalam kajian ini, kesan penebat obesiti adalah kecil, tetapi bulu didapati memberikan 30-50% daripada jumlah penebat haba4,24.Walau bagaimanapun, dalam tikus mati, kekonduksian haba meningkat kira-kira 450% sejurus selepas kematian, menunjukkan bahawa kesan penebat bulu diperlukan untuk mekanisme fisiologi, termasuk vasokonstriksi, berfungsi.Sebagai tambahan kepada perbezaan spesies dalam bulu antara tikus dan manusia, kesan penebat obesiti yang lemah pada tikus juga mungkin dipengaruhi oleh pertimbangan berikut: Faktor penebat jisim lemak manusia dimediasi terutamanya oleh jisim lemak subkutan (ketebalan)26,27.Biasanya dalam tikus Kurang daripada 20% daripada jumlah lemak haiwan28.Di samping itu, jumlah jisim lemak mungkin bukan ukuran suboptimum bagi penebat haba individu, kerana telah dipertikaikan bahawa penebat haba yang lebih baik diimbangi oleh peningkatan luas permukaan yang tidak dapat dielakkan (dan oleh itu peningkatan kehilangan haba) apabila jisim lemak meningkat..
Dalam tikus berat normal, kepekatan plasma puasa TG, 3-HB, kolesterol, HDL, ALT, dan AST tidak berubah pada pelbagai suhu selama hampir 5 minggu, mungkin kerana tikus berada dalam keadaan keseimbangan tenaga yang sama.adalah sama dalam berat dan komposisi badan seperti pada akhir kajian.Selaras dengan persamaan dalam jisim lemak, tiada juga perbezaan dalam tahap leptin plasma, mahupun dalam insulin puasa, C-peptida, dan glukagon.Lebih banyak isyarat ditemui dalam tikus DIO.Walaupun tikus pada suhu 22°C juga tidak mempunyai keseimbangan tenaga negatif keseluruhan dalam keadaan ini (apabila mereka bertambah berat), pada akhir kajian mereka secara relatifnya kurang tenaga berbanding dengan tikus yang dibesarkan pada suhu 30°C, dalam keadaan seperti keton tinggi.pengeluaran oleh badan (3-GB) dan penurunan kepekatan gliserol dan TG dalam plasma.Walau bagaimanapun, perbezaan yang bergantung kepada suhu dalam lipolisis nampaknya bukan hasil daripada perubahan intrinsik dalam lemak epididimis atau inguinal, seperti perubahan dalam ekspresi lipase responsif adipohormon, kerana FFA dan gliserol yang dibebaskan daripada lemak yang diekstrak dari depot ini berada di antara Suhu. kumpulan adalah serupa antara satu sama lain.Walaupun kami tidak menyiasat nada bersimpati dalam kajian semasa, yang lain telah mendapati bahawa ia (berdasarkan kadar denyutan jantung dan tekanan arteri min) adalah berkaitan secara linear dengan suhu persekitaran pada tikus dan lebih rendah pada 30°C berbanding 22°C 20% C Oleh itu, perbezaan yang bergantung kepada suhu dalam nada bersimpati mungkin memainkan peranan dalam lipolisis dalam kajian kami, tetapi oleh kerana peningkatan dalam nada bersimpati merangsang dan bukannya menghalang lipolisis, mekanisme lain mungkin mengatasi penurunan ini dalam tikus kultur.Peranan yang berpotensi dalam pecahan lemak badan.Suhu bilik.Tambahan pula, sebahagian daripada kesan rangsangan nada bersimpati pada lipolisis secara tidak langsung dimediasi oleh perencatan kuat rembesan insulin, menonjolkan kesan suplemen yang mengganggu insulin pada lipolisis30, tetapi dalam kajian kami, insulin plasma puasa dan nada simpatik C-peptida pada suhu yang berbeza adalah tidak cukup untuk mengubah lipolisis.Sebaliknya, kami mendapati bahawa perbezaan dalam status tenaga kemungkinan besar merupakan penyumbang utama kepada perbezaan ini dalam tikus DIO.Sebab asas yang membawa kepada peraturan pengambilan makanan yang lebih baik dengan EE dalam tikus berat normal memerlukan kajian lanjut.Secara amnya, bagaimanapun, pengambilan makanan dikawal oleh isyarat homeostatik dan hedonik31,32,33.Walaupun terdapat perdebatan tentang yang mana antara dua isyarat itu secara kuantitatif lebih penting, 31,32,33 diketahui umum bahawa penggunaan jangka panjang makanan tinggi lemak membawa kepada lebih banyak tingkah laku makan berasaskan keseronokan yang sedikit sebanyak tidak berkaitan dengan homeostasis..– pengambilan makanan terkawal34,35,36.Oleh itu, peningkatan tingkah laku pemakanan hedonik tikus DIO yang dirawat dengan 45% HFD mungkin merupakan salah satu sebab mengapa tikus ini tidak mengimbangi pengambilan makanan dengan EE.Menariknya, perbezaan selera makan dan hormon pengawalan glukosa darah juga diperhatikan dalam tikus DIO yang dikawal suhu, tetapi tidak pada tikus berat normal.Dalam tikus DIO, tahap leptin plasma meningkat dengan suhu dan tahap glukagon menurun dengan suhu.Sejauh mana suhu boleh secara langsung mempengaruhi perbezaan ini patut dikaji lebih lanjut, tetapi dalam kes leptin, keseimbangan tenaga negatif relatif dan dengan itu menurunkan jisim lemak pada tikus pada 22°C pasti memainkan peranan penting, kerana jisim lemak dan leptin plasma adalah sangat berkorelasi37.Walau bagaimanapun, tafsiran isyarat glukagon lebih membingungkan.Seperti insulin, rembesan glukagon telah dihalang dengan kuat oleh peningkatan nada bersimpati, tetapi nada bersimpati tertinggi diramalkan berada dalam kumpulan 22°C, yang mempunyai kepekatan glukagon plasma tertinggi.Insulin ialah satu lagi pengawal selia glukagon plasma yang kuat, dan rintangan insulin dan diabetes jenis 2 sangat dikaitkan dengan hiperglukagonemia puasa dan selepas makan 38,39 .Walau bagaimanapun, tikus DIO dalam kajian kami juga tidak sensitif terhadap insulin, jadi ini juga tidak boleh menjadi faktor utama dalam peningkatan isyarat glukagon dalam kumpulan 22 ° C.Kandungan lemak hati juga dikaitkan secara positif dengan peningkatan kepekatan glukagon plasma, mekanisme yang, seterusnya, mungkin termasuk rintangan glukagon hepatik, penurunan pengeluaran urea, peningkatan kepekatan asid amino yang beredar, dan peningkatan rembesan glukagon yang dirangsang asid amino40,41, 42.Walau bagaimanapun, oleh kerana kepekatan gliserol dan TG yang boleh diekstrak tidak berbeza antara kumpulan suhu dalam kajian kami, ini juga tidak boleh menjadi faktor berpotensi dalam peningkatan kepekatan plasma dalam kumpulan 22 ° C.Triiodothyronine (T3) memainkan peranan penting dalam kadar metabolik keseluruhan dan permulaan pertahanan metabolik terhadap hipotermia43,44.Oleh itu, kepekatan T3 plasma, mungkin dikawal oleh mekanisme pengantaraan berpusat, 45,46 meningkat dalam kedua-dua tikus dan manusia di bawah keadaan termoneutral yang kurang47, walaupun peningkatan dalam manusia adalah lebih kecil, yang lebih terdedah kepada tikus.Ini konsisten dengan kehilangan haba kepada alam sekitar.Kami tidak mengukur kepekatan plasma T3 dalam kajian semasa, tetapi kepekatan mungkin lebih rendah dalam kumpulan 30 ° C, yang mungkin menjelaskan kesan kumpulan ini pada tahap glukagon plasma, seperti yang kami (kemas kini Rajah 5a) dan yang lain telah menunjukkan bahawa T3 meningkatkan glukagon plasma dalam cara yang bergantung kepada dos.Hormon tiroid telah dilaporkan menyebabkan ekspresi FGF21 dalam hati.Seperti glukagon, kepekatan plasma FGF21 juga meningkat dengan kepekatan plasma T3 (Tambahan Rajah 5b dan rujukan 48), tetapi berbanding dengan glukagon, kepekatan plasma FGF21 dalam kajian kami tidak terjejas oleh suhu.Sebab asas percanggahan ini memerlukan kajian lanjut, tetapi induksi FGF21 dipacu T3 harus berlaku pada tahap pendedahan T3 yang lebih tinggi berbanding tindak balas glukagon dipacu T3 yang diperhatikan (Tambahan Rajah 5b).
HFD telah terbukti berkait rapat dengan toleransi glukosa terjejas dan rintangan insulin (penanda) pada tikus yang dipelihara pada suhu 22°C.Walau bagaimanapun, HFD tidak dikaitkan dengan sama ada toleransi glukosa terjejas atau rintangan insulin apabila ditanam dalam persekitaran termoneutral (ditakrifkan di sini sebagai 28 °C) 19 .Dalam kajian kami, hubungan ini tidak direplikasi dalam tikus DIO, tetapi tikus berat normal dikekalkan pada 30 ° C meningkatkan toleransi glukosa dengan ketara.Sebab perbezaan ini memerlukan kajian lanjut, tetapi mungkin dipengaruhi oleh fakta bahawa tikus DIO dalam kajian kami adalah tahan insulin, dengan kepekatan C-peptida plasma puasa dan kepekatan insulin 12-20 kali lebih tinggi daripada tikus berat normal.dan dalam darah semasa perut kosong.kepekatan glukosa kira-kira 10 mM (kira-kira 6 mM pada berat badan normal), yang nampaknya meninggalkan tingkap kecil untuk sebarang potensi kesan berfaedah pendedahan kepada keadaan termoneutral untuk meningkatkan toleransi glukosa.Faktor yang mungkin mengelirukan ialah, atas sebab praktikal, OGTT dijalankan pada suhu bilik.Oleh itu, tikus yang ditempatkan pada suhu yang lebih tinggi mengalami kejutan sejuk ringan, yang mungkin menjejaskan penyerapan/pelepasan glukosa.Walau bagaimanapun, berdasarkan kepekatan glukosa darah puasa yang serupa dalam kumpulan suhu yang berbeza, perubahan dalam suhu ambien mungkin tidak menjejaskan keputusan dengan ketara.
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, baru-baru ini telah ditonjolkan bahawa peningkatan suhu bilik boleh melemahkan beberapa tindak balas terhadap tekanan sejuk, yang mungkin mempersoalkan kebolehpindahan data tetikus kepada manusia.Walau bagaimanapun, tidak jelas apakah suhu optimum untuk memastikan tikus meniru fisiologi manusia.Jawapan kepada soalan ini juga boleh dipengaruhi oleh bidang kajian dan titik akhir yang dikaji.Contohnya adalah kesan diet terhadap pengumpulan lemak hati, toleransi glukosa dan rintangan insulin19.Dari segi perbelanjaan tenaga, sesetengah penyelidik percaya bahawa thermoneutrality ialah suhu optimum untuk pemeliharaan, kerana manusia memerlukan sedikit tenaga tambahan untuk mengekalkan suhu badan teras mereka, dan mereka mentakrifkan suhu pusingan tunggal untuk tikus dewasa sebagai 30°C7,10.Penyelidik lain percaya bahawa suhu yang setanding dengan yang biasa dialami manusia dengan tikus dewasa pada satu lutut ialah 23-25°C, kerana mereka mendapati thermoneutrality ialah 26-28°C dan berdasarkan manusia yang lebih rendah kira-kira 3°C.suhu kritikal mereka yang lebih rendah, yang ditakrifkan di sini sebagai 23°C, adalah sedikit 8.12.Kajian kami selaras dengan beberapa kajian lain yang menyatakan bahawa neutraliti terma tidak dicapai pada 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25, menunjukkan bahawa 23-25°C adalah terlalu rendah.Satu lagi faktor penting yang perlu dipertimbangkan mengenai suhu bilik dan thermoneutrality pada tikus ialah perumahan tunggal atau kumpulan.Apabila tikus ditempatkan dalam kumpulan dan bukannya secara individu, seperti dalam kajian kami, sensitiviti suhu berkurangan, mungkin disebabkan kesesakan haiwan.Walau bagaimanapun, suhu bilik masih di bawah LTL 25 apabila tiga kumpulan digunakan.Mungkin perbezaan interspesies yang paling penting dalam hal ini ialah kepentingan kuantitatif aktiviti BAT sebagai pertahanan terhadap hipotermia.Oleh itu, sementara tikus sebahagian besarnya mengimbangi kehilangan kalori yang lebih tinggi dengan meningkatkan aktiviti BAT, iaitu lebih 60% EE pada 5 ° C sahaja, 51, 52 sumbangan aktiviti BAT manusia kepada EE adalah jauh lebih tinggi, jauh lebih kecil.Oleh itu, mengurangkan aktiviti BAT mungkin merupakan cara penting untuk meningkatkan terjemahan manusia.Peraturan aktiviti BAT adalah kompleks tetapi sering dimediasi oleh kesan gabungan rangsangan adrenergik, hormon tiroid dan ekspresi UCP114,54,55,56,57.Data kami menunjukkan bahawa suhu perlu dinaikkan melebihi 27.5 ° C berbanding tikus pada 22 ° C untuk mengesan perbezaan dalam ekspresi gen BAT yang bertanggungjawab untuk fungsi / pengaktifan.Walau bagaimanapun, perbezaan yang ditemui antara kumpulan pada suhu 30 dan 22°C tidak selalu menunjukkan peningkatan dalam aktiviti BAT dalam kumpulan 22°C kerana Ucp1, Adrb2 dan Vegf-a dikurangkan dalam kumpulan 22°C.Punca punca keputusan yang tidak dijangka ini masih perlu ditentukan.Satu kemungkinan ialah ekspresi yang meningkat mungkin tidak mencerminkan isyarat suhu bilik yang meningkat, sebaliknya kesan akut untuk memindahkannya dari 30°C ke 22°C pada hari penyingkiran (tikus mengalami ini 5-10 minit sebelum berlepas) .).
Batasan umum kajian kami ialah kami hanya mengkaji tikus jantan.Penyelidikan lain mencadangkan bahawa jantina mungkin menjadi pertimbangan penting dalam petunjuk utama kami, kerana tikus betina satu lutut lebih sensitif terhadap suhu disebabkan kekonduksian terma yang lebih tinggi dan mengekalkan suhu teras yang dikawal dengan lebih ketat.Di samping itu, tikus betina (pada HFD) menunjukkan perkaitan pengambilan tenaga yang lebih besar dengan EE pada 30 °C berbanding tikus jantan yang memakan lebih banyak tikus daripada jantina yang sama (20 °C dalam kes ini) 20 .Oleh itu, pada tikus betina, kesan kandungan subthermonetral adalah lebih tinggi, tetapi mempunyai corak yang sama seperti pada tikus jantan.Dalam kajian kami, kami memberi tumpuan kepada tikus jantan tunggal lutut, kerana ini adalah keadaan di mana kebanyakan kajian metabolik yang memeriksa EE dijalankan.Satu lagi batasan kajian kami adalah bahawa tikus berada pada diet yang sama sepanjang kajian, yang menghalang mengkaji kepentingan suhu bilik untuk fleksibiliti metabolik (seperti yang diukur oleh perubahan RER untuk perubahan diet dalam pelbagai komposisi makronutrien).pada tikus betina dan jantan disimpan pada suhu 20°C berbanding tikus yang sepadan disimpan pada suhu 30°C.
Kesimpulannya, kajian kami menunjukkan bahawa, seperti dalam kajian lain, tikus berat normal pusingan 1 adalah termoneutral melebihi 27.5°C yang diramalkan.Di samping itu, kajian kami menunjukkan bahawa obesiti bukanlah faktor penebat utama pada tikus dengan berat normal atau DIO, menghasilkan suhu yang sama: nisbah EE dalam DIO dan tikus berat normal.Walaupun pengambilan makanan tikus berat normal adalah konsisten dengan EE dan dengan itu mengekalkan berat badan yang stabil sepanjang julat suhu keseluruhan, pengambilan makanan tikus DIO adalah sama pada suhu yang berbeza, menghasilkan nisbah tikus yang lebih tinggi pada 30°C .pada 22°C mendapat lebih berat badan.Secara keseluruhannya, kajian sistematik yang mengkaji potensi kepentingan hidup di bawah suhu termoneutral adalah wajar kerana toleransi yang lemah yang sering diperhatikan antara kajian tetikus dan manusia.Sebagai contoh, dalam kajian obesiti, penjelasan separa untuk kebolehterjemahan yang umumnya lebih lemah mungkin disebabkan oleh fakta bahawa kajian penurunan berat badan murine biasanya dilakukan ke atas haiwan bertekanan sederhana sejuk yang disimpan pada suhu bilik disebabkan peningkatan EE mereka.Penurunan berat badan yang berlebihan berbanding dengan jangkaan berat badan seseorang, khususnya jika mekanisme tindakan bergantung pada peningkatan EE dengan meningkatkan aktiviti BAP, yang lebih aktif dan diaktifkan pada suhu bilik daripada pada 30°C.
Selaras dengan Undang-undang Eksperimen Haiwan Denmark (1987) dan Institut Kesihatan Kebangsaan (No. Penerbitan 85-23) dan Konvensyen Eropah untuk Perlindungan Vertebrata yang digunakan untuk Tujuan Eksperimen dan Saintifik Lain (Council of Europe No. 123, Strasbourg , 1985).
Tikus C57BL/6J jantan berumur dua puluh minggu telah diperolehi dari Janvier Saint Berthevin Cedex, Perancis, dan diberi ad libitum standard chow (Altromin 1324) dan air (~22°C) selepas kitaran cahaya:gelap 12:12 jam.suhu bilik.Tikus DIO jantan (20 minggu) diperoleh daripada pembekal yang sama dan diberi akses ad libitum kepada diet lemak tinggi 45% (Cat. No. D12451, Research Diet Inc., NJ, USA) dan air dalam keadaan pemeliharaan.Tikus telah disesuaikan dengan persekitaran seminggu sebelum permulaan kajian.Dua hari sebelum dipindahkan ke sistem kalorimetri tidak langsung, tikus ditimbang, tertakluk kepada pengimbasan MRI (EchoMRITM, TX, Amerika Syarikat) dan dibahagikan kepada empat kumpulan yang sepadan dengan berat badan, lemak dan berat badan normal.
Gambar rajah grafik reka bentuk kajian ditunjukkan dalam Rajah 8. Tikus telah dipindahkan ke sistem kalorimetri tidak langsung tertutup dan terkawal suhu di Sable Systems Internationals (Nevada, Amerika Syarikat), yang termasuk pemantau kualiti makanan dan air serta bingkai Promethion BZ1 yang merekodkan tahap aktiviti dengan mengukur patah rasuk.XYZ.Tikus (n = 8) ditempatkan secara individu pada suhu 22, 25, 27.5, atau 30°C menggunakan peralatan tempat tidur tetapi tiada tempat perlindungan dan bahan bersarang pada kitaran cahaya:gelap 12:12 jam (cahaya: 06:00–18:00) .2500ml/min.Tikus telah disesuaikan selama 7 hari sebelum pendaftaran.Rakaman dikumpul empat hari berturut-turut.Selepas itu, tikus disimpan pada suhu masing-masing pada 25, 27.5, dan 30 ° C untuk tambahan 12 hari, selepas itu pekat sel ditambah seperti yang diterangkan di bawah.Sementara itu, kumpulan tikus disimpan pada suhu 22°C disimpan pada suhu ini selama dua hari lagi (untuk mengumpul data asas baharu), dan kemudian suhu dinaikkan dalam langkah 2°C setiap hari pada permulaan fasa cahaya (( 06:00) sehingga mencapai 30 °C Selepas itu, suhu diturunkan kepada 22°C dan data dikumpul selama dua hari lagi.Selepas dua hari tambahan rakaman pada 22°C, kulit telah ditambahkan pada semua sel pada semua suhu, dan pengumpulan data bermula pada hari kedua (hari ke-17) dan selama tiga hari.Selepas itu (hari ke-20), bahan bersarang (8-10 g) telah ditambah kepada semua sel pada permulaan kitaran cahaya (06:00) dan data dikumpul selama tiga hari lagi.Oleh itu, pada akhir kajian, tikus disimpan pada suhu 22°C disimpan pada suhu ini selama 21/33 hari dan pada suhu 22°C untuk 8 hari terakhir, manakala tikus pada suhu lain disimpan pada suhu ini selama 33 hari ./33 hari.Tikus diberi makan semasa tempoh kajian.
Berat normal dan tikus DIO mengikuti prosedur kajian yang sama.Pada hari ke-9, tikus ditimbang, MRI diimbas, dan dibahagikan kepada kumpulan yang setanding dengan berat badan dan komposisi badan.Pada hari ke-7, tikus dipindahkan ke sistem kalorimetri tidak langsung terkawal suhu tertutup yang dikeluarkan oleh SABLE Systems International (Nevada, Amerika Syarikat).Tikus ditempatkan secara individu dengan peralatan tempat tidur tetapi tanpa bahan bersarang atau tempat perlindungan.Suhu ditetapkan kepada 22, 25, 27.5 atau 30 °C.Selepas satu minggu penyesuaian (hari -7 hingga 0, haiwan tidak diganggu), data dikumpul pada empat hari berturut-turut (hari 0-4, data ditunjukkan dalam Rajah 1, 2, 5).Selepas itu, tikus yang disimpan pada suhu 25, 27.5 dan 30°C disimpan dalam keadaan malar sehingga hari ke-17.Pada masa yang sama, suhu dalam kumpulan 22°C dinaikkan pada selang 2°C setiap hari dengan melaraskan kitaran suhu (06:00 h) pada permulaan pendedahan cahaya (data ditunjukkan dalam Rajah 1) .Pada hari ke-15, suhu turun kepada 22°C dan dua hari data dikumpul untuk menyediakan data asas untuk rawatan seterusnya.Kulit telah ditambah kepada semua tikus pada hari ke-17, dan bahan bersarang ditambah pada hari ke-20 (Rajah 5).Pada hari ke-23, tikus ditimbang dan tertakluk kepada pengimbasan MRI, dan kemudian dibiarkan bersendirian selama 24 jam.Pada hari ke-24, tikus berpuasa dari awal fotokala (06:00) dan menerima OGTT (2 g/kg) pada 12:00 (6-7 jam berpuasa).Selepas itu, tikus dikembalikan kepada keadaan SABLE masing-masing dan dimatikan pada hari kedua (hari ke-25).
Tikus DIO (n = 8) mengikuti protokol yang sama seperti tikus berat biasa (seperti yang diterangkan di atas dan dalam Rajah 8).Tikus mengekalkan 45% HFD sepanjang eksperimen perbelanjaan tenaga.
VO2 dan VCO2, serta tekanan wap air, direkodkan pada frekuensi 1 Hz dengan pemalar masa sel 2.5 min.Pengambilan makanan dan air dikumpul dengan rakaman berterusan (1 Hz) berat baldi makanan dan air.Monitor kualiti yang digunakan melaporkan resolusi 0.002 g.Tahap aktiviti direkodkan menggunakan monitor tatasusunan rasuk XYZ 3D, data dikumpul pada resolusi dalaman 240 Hz dan dilaporkan setiap saat untuk mengukur jumlah jarak perjalanan (m) dengan resolusi spatial berkesan 0.25 cm.Data telah diproses dengan Sable Systems Macro Interpreter v.2.41, mengira EE dan RER dan menapis outlier (cth, acara makan palsu).Jurubahasa makro dikonfigurasikan untuk mengeluarkan data untuk semua parameter setiap lima minit.
Selain mengawal selia EE, suhu ambien juga boleh mengawal aspek metabolisme lain, termasuk metabolisme glukosa selepas makan, dengan mengawal selia rembesan hormon metabolisme glukosa.Untuk menguji hipotesis ini, kami akhirnya menyelesaikan kajian suhu badan dengan memprovokasi tikus berat normal dengan beban glukosa oral DIO (2 g/kg).Kaedah diterangkan secara terperinci dalam bahan tambahan.
Pada akhir kajian (hari ke-25), tikus dipuasakan selama 2-3 jam (bermula pada 06:00), dibius dengan isoflurane, dan berdarah sepenuhnya oleh venipuncture retroorbital.Kuantifikasi lipid plasma dan hormon dan lipid dalam hati diterangkan dalam Bahan Tambahan.
Untuk menyiasat sama ada suhu cangkang menyebabkan perubahan intrinsik dalam tisu adipos yang menjejaskan lipolisis, tisu adiposa inguinal dan epididimis dikeluarkan terus daripada tikus selepas peringkat terakhir pendarahan.Tisu diproses menggunakan ujian lipolisis ex vivo yang baru dibangunkan yang diterangkan dalam Kaedah Tambahan.
Tisu adiposa coklat (BAT) dikumpulkan pada hari tamat kajian dan diproses seperti yang diterangkan dalam kaedah tambahan.
Data dibentangkan sebagai min ± SEM.Graf telah dicipta dalam GraphPad Prism 9 (La Jolla, CA) dan grafik telah diedit dalam Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA).Kepentingan statistik dinilai dalam GraphPad Prism dan diuji dengan ujian-t berpasangan, langkah berulang ANOVA sehala/dua hala diikuti ujian perbandingan berbilang Tukey, atau ANOVA sehala tidak berpasangan diikuti oleh ujian perbandingan berbilang Tukey mengikut keperluan.Taburan Gaussian data telah disahkan oleh ujian normaliti D'Agostino-Pearson sebelum ujian.Saiz sampel ditunjukkan dalam bahagian yang sepadan pada bahagian "Keputusan", serta dalam legenda.Pengulangan ditakrifkan sebagai sebarang ukuran yang diambil pada haiwan yang sama (dalam vivo atau pada sampel tisu).Dari segi kebolehulangan data, perkaitan antara perbelanjaan tenaga dan suhu kes telah ditunjukkan dalam empat kajian bebas menggunakan tikus berbeza dengan reka bentuk kajian yang serupa.
Protokol eksperimen, bahan dan data mentah terperinci tersedia atas permintaan yang munasabah daripada pengarang utama Rune E. Kuhre.Kajian ini tidak menjana reagen unik baharu, garisan haiwan/sel transgenik atau data penjujukan.
Untuk maklumat lanjut tentang reka bentuk kajian, lihat abstrak Laporan Penyelidikan Alam yang dipautkan kepada artikel ini.
Semua data membentuk graf.1-7 telah disimpan dalam repositori pangkalan data Sains, nombor penyertaan: 1253.11.sciencedb.02284 atau https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284.Data yang ditunjukkan dalam ESM boleh dihantar ke Rune E Kuhre selepas ujian yang munasabah.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Haiwan makmal sebagai model pengganti obesiti manusia. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Haiwan makmal sebagai model pengganti obesiti manusia.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.dan Tang-Christensen M. Haiwan makmal sebagai model pengganti obesiti manusia. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. 实验动物作为人类肥胖的替代模型。 Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Haiwan eksperimen sebagai model pengganti untuk manusia.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.dan Tang-Christensen M. Haiwan makmal sebagai model pengganti obesiti pada manusia.Farmakologi Acta.jenayah 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA Pengiraan pemalar Mie baharu dan penentuan eksperimen saiz lecur.Burns 22, 607–611 (1996).
Gordon, SJ Sistem termoregulasi tetikus: implikasinya untuk pemindahan data bioperubatan kepada manusia.fisiologi.Tingkah laku.179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Tiada kesan penebat obesiti. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Tiada kesan penebat obesiti.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B., dan Nedergaard J. Tiada kesan pengasingan obesiti. 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. Ожирение не имеет изолирующего эффекта. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Obesiti tidak mempunyai kesan pengasingan.ya.J. Fisiologi.endokrin.metabolisme.311, E202–E213 (2016).
Lee, P. et al.Tisu adipos coklat yang disesuaikan dengan suhu memodulasi sensitiviti insulin.Diabetes 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ et al.Suhu kritikal yang lebih rendah dan termogenesis yang disebabkan oleh sejuk berkait songsang dengan berat badan dan kadar metabolik basal dalam individu kurus dan berat badan berlebihan.J. Dengan mesra.biologi.69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Suhu perumahan optimum untuk tikus meniru persekitaran haba manusia: Kajian eksperimen. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Suhu perumahan optimum untuk tikus meniru persekitaran haba manusia: Kajian eksperimen.Fischer, AW, Cannon, B., dan Nedergaard, J. Suhu rumah optimum untuk tikus meniru persekitaran haba manusia: Kajian eksperimen. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 小鼠模拟人类热环境的最佳住房温度：一项实验研究。 Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B., dan Nedergaard J. Suhu perumahan optimum untuk tikus mensimulasikan persekitaran haba manusia: Kajian eksperimen.Moore.metabolisme.7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Apakah suhu perumahan terbaik untuk menterjemahkan eksperimen tetikus kepada manusia? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Apakah suhu perumahan terbaik untuk menterjemahkan eksperimen tetikus kepada manusia?Keyer J, Lee M dan Speakman JR Apakah suhu bilik terbaik untuk memindahkan eksperimen tetikus kepada manusia? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？ Keijer, J., Li, M. & Speakman, JRKeyer J, Lee M dan Speakman JR Apakah suhu cengkerang optimum untuk memindahkan eksperimen tetikus kepada manusia?Moore.metabolisme.25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ & MacDougald, OA Tikus sebagai model eksperimen untuk fisiologi manusia: apabila beberapa darjah dalam suhu perumahan perkara. Seeley, RJ & MacDougald, OA Tikus sebagai model eksperimen untuk fisiologi manusia: apabila beberapa darjah dalam suhu perumahan perkara. Seeley, RJ & MacDougald, OA. Seeley, RJ & MacDougald, OA Tikus sebagai model eksperimen untuk fisiologi manusia: apabila beberapa darjah dalam kediaman membuat perbezaan. 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。 Seeley, RJ & MacDougald, OA Ышse Seeley, RJ & Macdougald, oa как э э э э н н э э энoti мепепоaraan мепепепепю ... th т значение. Seeley, RJ & MacDougald, OA tikus sebagai model eksperimen fisiologi manusia: apabila beberapa darjah suhu bilik penting.Metabolisme kebangsaan.3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Jawapan kepada soalan "Apakah suhu perumahan terbaik untuk menterjemahkan eksperimen tetikus kepada manusia?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Jawapan kepada soalan "Apakah suhu perumahan terbaik untuk menterjemahkan eksperimen tetikus kepada manusia?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Jawapan kepada soalan "Apakah suhu bilik terbaik untuk memindahkan eksperimen tetikus kepada manusia?" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 问题的答案“将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B., dan Nedergaard J. Jawapan kepada soalan "Apakah suhu cengkerang optimum untuk memindahkan eksperimen tetikus kepada manusia?"Ya: thermoneutral.Moore.metabolisme.26, 1-3 (2019).
Masa siaran: 28-Okt-2022
