Terima kasih telah mengunjungi Alam.com.Versi browser yang Anda gunakan memiliki dukungan CSS yang terbatas.Untuk pengalaman terbaik, kami menyarankan Anda menggunakan browser yang diperbarui (atau nonaktifkan Mode Kompatibilitas di Internet Explorer).Sementara itu, untuk memastikan dukungan yang berkelanjutan, kami akan merender situs tanpa gaya dan JavaScript.
Sebagian besar studi metabolisme pada tikus dilakukan pada suhu kamar, meskipun dalam kondisi ini, tidak seperti manusia, tikus mengeluarkan banyak energi untuk mempertahankan suhu internal.Di sini, kami mendeskripsikan berat badan normal dan obesitas yang diinduksi diet (DIO) pada tikus C57BL/6J yang masing-masing diberi makan chow chow atau diet tinggi lemak 45%.Tikus ditempatkan selama 33 hari pada 22, 25, 27,5 dan 30°C dalam sistem kalorimetri tidak langsung.Kami menunjukkan bahwa pengeluaran energi meningkat secara linier dari 30°C ke 22°C dan sekitar 30% lebih tinggi pada 22°C pada kedua model tikus.Pada tikus dengan berat badan normal, asupan makanan menetralkan EE.Sebaliknya, tikus DIO tidak menurunkan asupan makanan saat EE menurun.Dengan demikian, pada akhir penelitian, tikus pada suhu 30°C memiliki berat badan, massa lemak dan gliserol plasma serta trigliserida lebih tinggi daripada tikus pada suhu 22°C.Ketidakseimbangan pada tikus DIO mungkin disebabkan oleh peningkatan pola makan berbasis kesenangan.
Tikus adalah model hewan yang paling umum digunakan untuk mempelajari fisiologi dan patofisiologi manusia, dan seringkali merupakan hewan standar yang digunakan pada tahap awal penemuan dan pengembangan obat.Namun, tikus berbeda dari manusia dalam beberapa cara fisiologis yang penting, dan sementara penskalaan alometrik dapat digunakan sampai batas tertentu untuk diterjemahkan ke dalam manusia, perbedaan besar antara tikus dan manusia terletak pada termoregulasi dan homeostasis energi.Ini menunjukkan ketidakkonsistenan mendasar.Massa tubuh rata-rata tikus dewasa setidaknya seribu kali lebih sedikit daripada orang dewasa (50 g vs. 50 kg), dan rasio luas permukaan terhadap massa berbeda sekitar 400 kali karena transformasi geometris non-linier yang dijelaskan oleh Mee .Persamaan 2. Akibatnya, tikus kehilangan lebih banyak panas secara signifikan dibandingkan dengan volumenya, sehingga mereka lebih sensitif terhadap suhu, lebih rentan terhadap hipotermia, dan memiliki tingkat metabolisme basal rata-rata sepuluh kali lebih tinggi daripada manusia.Pada suhu kamar standar (~22°C), mencit harus meningkatkan total pengeluaran energi (EE) sekitar 30% untuk mempertahankan suhu inti tubuh.Pada suhu yang lebih rendah, EE meningkat lebih banyak sekitar 50% dan 100% pada 15 dan 7°C dibandingkan dengan EE pada 22°C.Dengan demikian, kondisi perumahan standar menginduksi respons stres dingin, yang dapat mengganggu transferabilitas hasil tikus ke manusia, karena manusia yang hidup dalam masyarakat modern menghabiskan sebagian besar waktunya dalam kondisi termonetral (karena rasio luas permukaan yang lebih rendah terhadap volume membuat kita kurang peka terhadap suhu, saat kita membuat zona termonetral (TNZ) di sekitar kita. EE di atas laju metabolisme basal) berkisar ~19 hingga 30°C6, sedangkan tikus memiliki pita yang lebih tinggi dan lebih sempit yang hanya berkisar 2–4°C7,8 Sebenarnya, ini penting aspek telah mendapat banyak perhatian dalam beberapa tahun terakhir4, 7,8,9,10,11,12 dan telah disarankan bahwa beberapa "perbedaan spesies" dapat dikurangi dengan meningkatkan suhu cangkang 9. Namun, tidak ada konsensus mengenai kisaran suhu yang merupakan thermoneutrality pada tikus.Jadi, apakah suhu kritis yang lebih rendah dalam kisaran termonetral pada tikus satu lutut mendekati 25°C atau mendekati 30°C4, 7, 8, 10, 12 masih kontroversial.EE dan parameter metabolik lainnya telah dibatasi dari jam ke hari, sehingga sejauh mana paparan suhu yang berbeda dalam waktu lama dapat mempengaruhi parameter metabolisme seperti berat badan tidak jelas.konsumsi, pemanfaatan substrat, toleransi glukosa, dan lipid plasma dan konsentrasi glukosa dan hormon pengatur nafsu makan.Selain itu, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk memastikan sejauh mana diet dapat mempengaruhi parameter ini (tikus DIO dengan diet tinggi lemak mungkin lebih berorientasi pada diet berbasis kesenangan (hedonis)).Untuk memberikan informasi lebih lanjut tentang topik ini, kami menguji efek suhu pemeliharaan pada parameter metabolisme yang disebutkan di atas pada tikus jantan dewasa dengan berat badan normal dan tikus jantan obesitas yang diinduksi diet (DIO) dengan diet tinggi lemak 45%.Tikus disimpan pada suhu 22, 25, 27,5, atau 30 ° C selama setidaknya tiga minggu.Suhu di bawah 22°C belum dipelajari karena standar kandang hewan jarang di bawah suhu ruangan.Kami menemukan bahwa tikus DIO dengan berat normal dan satu lingkaran merespons dengan cara yang sama terhadap perubahan suhu kandang dalam hal EE dan terlepas dari kondisi kandang (dengan atau tanpa bahan tempat berlindung / bersarang).Namun, sementara tikus dengan berat badan normal menyesuaikan asupan makanannya menurut EE, asupan makanan tikus DIO sebagian besar tidak bergantung pada EE, sehingga tikus bertambah berat.Menurut data berat badan, konsentrasi lipid dan badan keton dalam plasma menunjukkan bahwa tikus DIO pada suhu 30°C memiliki keseimbangan energi yang lebih positif daripada tikus pada suhu 22°C.Alasan yang mendasari perbedaan keseimbangan asupan energi dan EE antara berat badan normal dan tikus DIO memerlukan penelitian lebih lanjut, tetapi mungkin terkait dengan perubahan patofisiologis pada tikus DIO dan efek diet berbasis kesenangan sebagai akibat dari diet obesitas.
EE meningkat secara linear dari 30 menjadi 22°C dan sekitar 30% lebih tinggi pada 22°C dibandingkan dengan 30°C (Gbr. 1a,b).Tingkat pertukaran pernapasan (RER) tidak tergantung pada suhu (Gbr. 1c, d).Asupan makanan konsisten dengan dinamika EE dan meningkat dengan penurunan suhu (juga ~ 30% lebih tinggi pada 22 ° C dibandingkan dengan 30 ° C (Gbr. 1e, f). Asupan air. Volume dan tingkat aktivitas tidak bergantung pada suhu (Gbr. 1). 1g ).-ke).
Tikus jantan (C57BL/6J, umur 20 minggu, kandang individu, n=7) ditempatkan dalam kandang metabolik pada suhu 22°C selama satu minggu sebelum penelitian dimulai.Dua hari setelah pengumpulan data latar belakang, suhu dinaikkan dengan kenaikan 2°C pada jam 06:00 per hari (awal fase cahaya).Data disajikan sebagai rata-rata ± kesalahan standar rata-rata, dan fase gelap (18:00–06:00 jam) diwakili oleh kotak abu-abu.a Pengeluaran energi (kkal/jam), b Pengeluaran energi total pada berbagai suhu (kkal/24 jam), c Nilai tukar pernapasan (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d Rata-rata RER dalam fase terang dan gelap (VCO2 /VO2) (nilai nol didefinisikan sebagai 0,7).e asupan makanan kumulatif (g), f asupan makanan total 24 jam, g asupan air total 24 jam (ml), asupan air total jam 24 jam, tingkat aktivitas kumulatif i (m) dan tingkat aktivitas total j (m/24 jam) .).Tikus disimpan pada suhu yang ditunjukkan selama 48 jam.Data yang ditampilkan untuk 24, 26, 28 dan 30°C mengacu pada 24 jam terakhir setiap siklus.Tikus tetap diberi makan selama penelitian.Signifikansi statistik diuji dengan pengukuran berulang ANOVA satu arah diikuti dengan uji perbandingan berganda Tukey.Tanda bintang menunjukkan signifikansi untuk nilai awal 22°C, naungan menunjukkan signifikansi antara kelompok 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 rata-rata dihitung untuk seluruh periode percobaan (0-192 jam).n = 7.
Seperti dalam kasus tikus dengan berat normal, EE meningkat secara linier dengan penurunan suhu, dan dalam kasus ini, EE juga sekitar 30% lebih tinggi pada 22°C dibandingkan dengan 30°C (Gbr. 2a,b).RER tidak berubah pada suhu yang berbeda (Gbr. 2c, d).Berbeda dengan tikus dengan berat badan normal, asupan makanan tidak konsisten dengan EE sebagai fungsi suhu ruangan.Asupan makanan, asupan air, dan tingkat aktivitas tidak bergantung pada suhu (Gambar 2e-j).
Tikus DIO jantan (C57BL/6J, 20 minggu) ditempatkan secara individual dalam kandang metabolik pada suhu 22°C selama satu minggu sebelum dimulainya penelitian.Tikus dapat menggunakan 45% HFD ad libitum.Setelah aklimatisasi selama dua hari, data dasar dikumpulkan.Selanjutnya, suhu dinaikkan dengan kelipatan 2°C setiap dua hari sekali pada pukul 06:00 (awal fase terang).Data disajikan sebagai rata-rata ± kesalahan standar rata-rata, dan fase gelap (18:00–06:00 jam) diwakili oleh kotak abu-abu.a Pengeluaran energi (kkal/jam), b Pengeluaran energi total pada berbagai suhu (kkal/24 jam), c Nilai tukar pernapasan (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d Rata-rata RER dalam fase terang dan gelap (VCO2 /VO2) (nilai nol didefinisikan sebagai 0,7).e asupan makanan kumulatif (g), f asupan makanan total 24 jam, g asupan air total 24 jam (ml), asupan air total jam 24 jam, tingkat aktivitas kumulatif i (m) dan tingkat aktivitas total j (m/24 jam) .).Tikus disimpan pada suhu yang ditunjukkan selama 48 jam.Data yang ditampilkan untuk 24, 26, 28 dan 30°C mengacu pada 24 jam terakhir setiap siklus.Tikus dipertahankan pada 45% HFD sampai akhir penelitian.Signifikansi statistik diuji dengan pengukuran berulang ANOVA satu arah diikuti dengan uji perbandingan berganda Tukey.Tanda bintang menunjukkan signifikansi untuk nilai awal 22°C, naungan menunjukkan signifikansi antara kelompok 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 rata-rata dihitung untuk seluruh periode percobaan (0-192 jam).n = 7.
Dalam rangkaian percobaan lainnya, kami menguji pengaruh suhu sekitar pada parameter yang sama, tetapi kali ini di antara kelompok tikus yang secara konstan disimpan pada suhu tertentu.Tikus dibagi menjadi empat kelompok untuk meminimalkan perubahan statistik rata-rata dan standar deviasi berat badan, lemak, dan berat badan normal (Gbr. 3a-c).Setelah 7 hari aklimatisasi, tercatat 4,5 hari EE.EE secara signifikan dipengaruhi oleh suhu sekitar baik pada siang hari maupun pada malam hari (Gbr. 3d), dan meningkat secara linier saat suhu turun dari 27,5°C menjadi 22°C (Gbr. 3e).Dibandingkan dengan kelompok lain, RER kelompok 25°C agak berkurang, dan tidak ada perbedaan antara kelompok yang tersisa (Gbr. 3f, g).Asupan makanan sejajar dengan pola EE meningkat sekitar 30% pada 22°C dibandingkan dengan 30°C (Gbr. 3h,i).Konsumsi air dan tingkat aktivitas tidak berbeda secara signifikan antar kelompok (Gbr. 3j, k).Paparan suhu yang berbeda hingga 33 hari tidak menyebabkan perbedaan berat badan, massa tanpa lemak, dan massa lemak di antara kelompok (Gbr. 3n-s), tetapi mengakibatkan penurunan massa tubuh tanpa lemak sekitar 15% dibandingkan dengan skor yang dilaporkan sendiri (Gbr. 3n-s).3b, r, c)) dan massa lemak meningkat lebih dari 2 kali lipat (dari ~ 1 g menjadi 2–3 g, Gbr. 3c, t, c).Sayangnya, kabinet 30°C mengalami kesalahan kalibrasi dan tidak dapat menyediakan data EE dan RER yang akurat.
- Berat badan (a), massa tanpa lemak (b) dan massa lemak (c) setelah 8 hari (satu hari sebelum dipindahkan ke sistem SABLE).d Konsumsi energi (kkal/jam).e Konsumsi energi rata-rata (0–108 jam) pada berbagai suhu (kkal/24 jam).f Rasio pertukaran pernapasan (RER) (VCO2/VO2).g Rata-rata RER (VCO2/VO2).h Jumlah asupan makanan (g).i Rata-rata asupan makanan (g/24 jam).j Total konsumsi air (ml).k Konsumsi air rata-rata (ml/24 jam).l Tingkat aktivitas kumulatif (m).m Tingkat aktivitas rata-rata (m/24 jam).n berat badan pada hari ke-18, o perubahan berat badan (dari hari ke-8 ke hari ke-18), massa otot p pada hari ke-18, q perubahan massa otot (dari hari ke-8 ke hari ke-18), r massa lemak pada hari ke-18 , dan perubahan massa lemak (dari -8 menjadi 18 hari).Signifikansi statistik dari tindakan berulang diuji dengan Oneway-ANOVA diikuti dengan uji 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 disajikan sebagai mean + standard error mean, fase gelap (18:00-06:00 h) diwakili oleh kotak abu-abu.Titik-titik pada histogram mewakili masing-masing tikus.Nilai rata-rata dihitung untuk seluruh periode percobaan (0-108 jam).n = 7.
Tikus dicocokkan dalam berat badan, massa tanpa lemak, dan massa lemak pada awal (Gambar 4a-c) dan dipertahankan pada 22, 25, 27,5, dan 30 ° C seperti dalam penelitian dengan tikus dengan berat badan normal..Saat membandingkan kelompok tikus, hubungan antara EE dan suhu menunjukkan hubungan linier yang serupa dengan suhu dari waktu ke waktu pada tikus yang sama.Dengan demikian, tikus yang disimpan pada suhu 22°C mengonsumsi energi sekitar 30% lebih banyak daripada tikus yang disimpan pada suhu 30°C (Gbr. 4d, e).Saat mempelajari efek pada hewan, suhu tidak selalu memengaruhi RER (Gbr. 4f, g).Asupan makanan, asupan air, dan aktivitas tidak dipengaruhi secara signifikan oleh suhu (Gambar 4h-m).Setelah 33 hari pemeliharaan, tikus pada suhu 30°C memiliki berat badan yang jauh lebih tinggi daripada tikus pada suhu 22°C (Gbr. 4n).Dibandingkan dengan titik awal masing-masing, mencit yang dipelihara pada suhu 30°C memiliki berat badan yang jauh lebih tinggi daripada tikus yang dipelihara pada suhu 22°C (rata-rata ± kesalahan standar rata-rata: Gbr. 4o).Pertambahan berat badan yang relatif lebih tinggi disebabkan oleh peningkatan massa lemak (Gbr. 4p, q) daripada peningkatan massa tanpa lemak (Gbr. 4r, s).Konsisten dengan nilai EE yang lebih rendah pada 30°C, ekspresi beberapa gen BAT yang meningkatkan fungsi/aktivitas BAT berkurang pada 30°C dibandingkan dengan 22°C: Adra1a, Adrb3, dan Prdm16.Gen kunci lain yang juga meningkatkan fungsi/aktivitas BAT tidak terpengaruh: Sema3a (regulasi pertumbuhan neurit), Tfam (biogenesis mitokondria), Adrb1, Adra2a, Pck1 (glukoneogenesis), dan Cpt1a.Anehnya, Ucp1 dan Vegf-a, terkait dengan peningkatan aktivitas termogenik, tidak menurun pada kelompok 30°C.Faktanya, level Ucp1 pada tiga tikus lebih tinggi daripada kelompok 22°C, dan Vegf-a dan Adrb2 meningkat secara signifikan.Dibandingkan dengan kelompok 22 °C, tikus yang dipelihara pada suhu 25 °C dan 27,5 °C tidak menunjukkan perubahan (Gambar Tambahan 1).
- Berat badan (a), massa tanpa lemak (b) dan massa lemak (c) setelah 9 hari (satu hari sebelum dipindahkan ke sistem SABLE).d Konsumsi energi (EE, kkal/jam).e Konsumsi energi rata-rata (0–96 jam) pada berbagai temperatur (kkal/24 jam).f Rasio pertukaran pernapasan (RER, VCO2/VO2).g Rata-rata RER (VCO2/VO2).h Jumlah asupan makanan (g).i Rata-rata asupan makanan (g/24 jam).j Total konsumsi air (ml).k Konsumsi air rata-rata (ml/24 jam).l Tingkat aktivitas kumulatif (m).m Tingkat aktivitas rata-rata (m/24 jam).n Berat badan pada hari ke 23 (g), o Perubahan berat badan, p Massa otot, q Perubahan massa otot (g) pada hari ke 23 dibandingkan hari ke 9, Perubahan massa lemak (g) pada 23 hari, lemak massa (g) dibandingkan hari ke-8, hari ke-23 dibandingkan hari ke-8.Signifikansi statistik dari tindakan berulang diuji dengan Oneway-ANOVA diikuti dengan uji 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 disajikan sebagai mean + standard error mean, fase gelap (18:00-06:00 h) diwakili oleh kotak abu-abu.Titik-titik pada histogram mewakili masing-masing tikus.Nilai rata-rata dihitung untuk seluruh periode percobaan (0-96 jam).n = 7.
Seperti manusia, tikus sering membuat lingkungan mikro untuk mengurangi kehilangan panas ke lingkungan.Untuk mengukur pentingnya lingkungan ini untuk EE, kami mengevaluasi EE pada suhu 22, 25, 27,5, dan 30°C, dengan atau tanpa pelindung kulit dan bahan sarang.Pada suhu 22°C, penambahan kulit standar mengurangi EE sekitar 4%.Penambahan bahan sarang selanjutnya mengurangi EE sebesar 3–4% (Gbr. 5a, b).Tidak ada perubahan signifikan dalam RER, asupan makanan, asupan air, atau tingkat aktivitas yang diamati dengan penambahan rumah atau kulit + tempat tidur (Gambar 5i-p).Penambahan kulit dan bahan sarang juga secara signifikan mengurangi EE pada suhu 25 dan 30°C, tetapi responsnya secara kuantitatif lebih kecil.Pada 27,5°C tidak ada perbedaan yang teramati.Khususnya, dalam percobaan ini, EE menurun dengan meningkatnya suhu, dalam hal ini sekitar 57% lebih rendah dari EE pada 30°C dibandingkan dengan 22°C (Gbr. 5c–h).Analisis yang sama dilakukan hanya untuk fase cahaya, di mana EE lebih dekat dengan laju metabolisme basal, karena dalam kasus ini tikus sebagian besar beristirahat di kulit, menghasilkan ukuran efek yang sebanding pada suhu yang berbeda (Gambar Tambahan 2a – h) .
Data mencit dari bahan tempat berteduh dan bersarang (biru tua), rumah tetapi tidak ada bahan bersarang (biru muda), dan bahan rumah dan sarang (oranye).Konsumsi energi (EE, kcal/h) untuk ruang a, c, e dan g pada 22, 25, 27,5 dan 30 °C, b, d, f dan h berarti EE (kcal/h).ip Data untuk mencit yang ditempatkan pada suhu 22°C: i laju pernapasan (RER, VCO2/VO2), j rata-rata RER (VCO2/VO2), k asupan makanan kumulatif (g), l asupan makanan rata-rata (g/24 jam), m total asupan air (mL), n rata-rata asupan air AUC (mL/24j), o total aktivitas (m), p tingkat aktivitas rata-rata (m/24j).Data disajikan sebagai mean + standard error mean, fase gelap (18:00-06:00 h) diwakili oleh kotak abu-abu.Titik-titik pada histogram mewakili masing-masing tikus.Signifikansi statistik dari tindakan berulang diuji dengan Oneway-ANOVA diikuti dengan uji 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 rata-rata dihitung untuk seluruh periode percobaan (0-72 jam).n = 7.
Pada mencit dengan berat normal (puasa 2-3 jam), pemeliharaan pada suhu yang berbeda tidak menghasilkan perbedaan yang signifikan pada konsentrasi plasma TG, 3-HB, kolesterol, ALT, dan AST, tetapi HDL sebagai fungsi suhu.Gambar 6a-e).Konsentrasi plasma puasa leptin, insulin, C-peptida, dan glukagon juga tidak berbeda antar kelompok (Gambar 6g-j).Pada hari tes toleransi glukosa (setelah 31 hari pada suhu yang berbeda), kadar glukosa darah awal (puasa 5-6 jam) adalah sekitar 6,5 mM, tanpa perbedaan antara kelompok. Pemberian glukosa oral meningkatkan konsentrasi glukosa darah secara signifikan pada semua kelompok, tetapi konsentrasi puncak dan area tambahan di bawah kurva (iAUCs) (15-120 menit) lebih rendah pada kelompok tikus yang ditempatkan pada suhu 30 °C (titik waktu individu: P <0,05–P <0,0001, Gbr. 6k, l) dibandingkan dengan tikus yang ditempatkan pada suhu 22, 25 dan 27,5 °C (yang tidak berbeda satu sama lain). Pemberian glukosa oral meningkatkan konsentrasi glukosa darah secara signifikan pada semua kelompok, tetapi konsentrasi puncak dan area tambahan di bawah kurva (iAUCs) (15-120 menit) lebih rendah pada kelompok tikus yang ditempatkan pada suhu 30 °C (titik waktu individu: P <0,05–P <0,0001, Gbr. 6k, l) dibandingkan dengan tikus yang ditempatkan pada suhu 22, 25 dan 27,5 °C (yang tidak berbeda satu sama lain). Пероральное введение глюкозы значительно повышало концентрацию глюкозы в крови во всех группах, но как пиковая концентрация, так и площадь приращения под кривыми (iAUC) (15–120 мин) были ниже в группе мышей, содержащихся при 30 °C (отдельные временные точки: P < 0,05–P < 0,0001, рис.6k, l) по сравнению с мышами, содержащимися при 22, 25 и 27,5 ° C (которые не различалобесь мубой). Pemberian glukosa secara oral secara signifikan meningkatkan konsentrasi glukosa darah pada semua kelompok, tetapi konsentrasi puncak dan peningkatan area di bawah kurva (iAUC) (15-120 menit) lebih rendah pada kelompok tikus 30 ° C (titik waktu terpisah: P <0,05– P <0,0001, Gbr. 6k, l) dibandingkan dengan tikus yang disimpan pada suhu 22, 25 dan 27,5 °C (yang tidak berbeda 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 ， 峰值 浓度 和 曲线 下 增加 面积 面积 时间 时间 时间 点 点 个 个 面积 面积 点 点 点 面积 面积 面积 面积 面积 面积：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 面积 点 点 点 点 点 点 点 面积 面积 面积 面积 点 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积 面积点 点：P < 0,05–P < 0,0001，图6k，l）与饲养在22、25和27,5°CPemberian glukosa secara oral secara signifikan meningkatkan konsentrasi glukosa darah pada semua kelompok, tetapi konsentrasi puncak dan area di bawah kurva (iAUC) (15-120 menit) lebih rendah pada kelompok tikus yang diberi makan 30 ° C (semua titik waktu).: P < 0,05–P < 0,0001, рис. : P <0,05–P <0,0001, Gambar.6l, l) dibandingkan dengan mencit yang dipelihara pada suhu 22, 25 dan 27,5°C (tidak ada perbedaan satu sama lain).
Konsentrasi plasma TG, 3-HB, kolesterol, HDL, ALT, AST, FFA, gliserol, leptin, insulin, C-peptida, dan glukagon ditunjukkan pada mencit DIO(al) jantan dewasa setelah 33 hari makan pada suhu yang ditunjukkan .Tikus tidak diberi makan 2-3 jam sebelum pengambilan sampel darah.Pengecualian adalah tes toleransi glukosa oral, yang dilakukan dua hari sebelum akhir penelitian pada tikus yang dipuasakan selama 5-6 jam dan disimpan pada suhu yang sesuai selama 31 hari.Mencit ditantang dengan dosis 2 g/kg berat badan.Area di bawah kurva data (L) dinyatakan sebagai data inkremental (iAUC).Data disajikan sebagai rata-rata ± SEM.Titik-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.
Pada tikus DIO (juga dipuasakan selama 2-3 jam), konsentrasi kolesterol plasma, HDL, ALT, AST, dan FFA tidak berbeda antar kelompok.Baik TG dan gliserol meningkat secara signifikan pada kelompok 30°C dibandingkan dengan kelompok 22°C (Gambar 7a-h).Sebaliknya, 3-GB sekitar 25% lebih rendah pada 30°C dibandingkan dengan 22°C (Gambar 7b).Jadi, meskipun tikus yang dipelihara pada suhu 22°C memiliki keseimbangan energi positif secara keseluruhan, seperti yang ditunjukkan oleh kenaikan berat badan, perbedaan konsentrasi plasma TG, gliserol, dan 3-HB menunjukkan bahwa tikus pada suhu 22°C ketika pengambilan sampel kurang dari pada suhu 22°. C.°C.Tikus yang dipelihara pada suhu 30 °C berada dalam kondisi negatif yang relatif lebih energik.Konsisten dengan ini, konsentrasi hati dari gliserol dan TG yang dapat diekstraksi, tetapi bukan glikogen dan kolesterol, lebih tinggi pada kelompok 30 ° C (Gambar Tambahan 3a-d).Untuk menyelidiki apakah perbedaan yang bergantung pada suhu dalam lipolisis (sebagaimana diukur dengan TG plasma dan gliserol) adalah hasil dari perubahan internal pada lemak epididimis atau inguinal, kami mengekstraksi jaringan adiposa dari simpanan ini pada akhir penelitian dan menghitung asam lemak bebas ex vivo.dan pelepasan gliserol.Pada semua kelompok eksperimen, sampel jaringan adiposa dari depot epididimis dan inguinal menunjukkan setidaknya peningkatan dua kali lipat dalam produksi gliserol dan FFA sebagai respons terhadap stimulasi isoproterenol (Gambar Tambahan 4a-d).Namun, tidak ada efek suhu cangkang pada lipolisis basal atau isoproterenol yang distimulasi.Konsisten dengan berat badan dan massa lemak yang lebih tinggi, kadar leptin plasma secara signifikan lebih tinggi pada kelompok 30°C dibandingkan kelompok 22°C (Gambar 7i).Sebaliknya, kadar plasma insulin dan C-peptida tidak berbeda antara kelompok suhu (Gbr. 7k, k), tetapi glukagon plasma menunjukkan ketergantungan pada suhu, tetapi dalam kasus ini hampir 22°C pada kelompok lawan dibandingkan dua kali. hingga 30°C.DARI.Grup C (Gbr. 7l).FGF21 tidak berbeda antara kelompok suhu yang berbeda (Gbr. 7m).Pada hari OGTT, glukosa darah dasar sekitar 10 mM dan tidak berbeda antara tikus yang ditempatkan pada suhu yang berbeda (Gbr. 7n).Pemberian glukosa secara oral meningkatkan kadar glukosa darah dan memuncak pada semua kelompok pada konsentrasi sekitar 18 mM 15 menit setelah pemberian dosis.Tidak ada perbedaan yang signifikan dalam iAUC (15-120 menit) dan konsentrasi pada titik waktu yang berbeda setelah pemberian dosis (15, 30, 60, 90 dan 120 menit) (Gambar 7n, o).
Konsentrasi plasma TG, 3-HB, kolesterol, HDL, ALT, AST, FFA, gliserol, leptin, insulin, C-peptida, glukagon, dan FGF21 ditunjukkan pada tikus DIO (ao) jantan dewasa setelah 33 hari makan.suhu yang ditentukan.Tikus tidak diberi makan 2-3 jam sebelum pengambilan sampel darah.Tes toleransi glukosa oral merupakan pengecualian karena dilakukan dengan dosis 2 g/kg berat badan dua hari sebelum akhir penelitian pada tikus yang dipuasakan selama 5-6 jam dan disimpan pada suhu yang sesuai selama 31 hari.Area di bawah data kurva (o) ditampilkan sebagai data inkremental (iAUC).Data disajikan sebagai rata-rata ± SEM.Titik-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.
Transferabilitas data hewan pengerat ke manusia adalah masalah kompleks yang memainkan peran sentral dalam menafsirkan pentingnya pengamatan dalam konteks penelitian fisiologis dan farmakologis.Untuk alasan ekonomi dan untuk memfasilitasi penelitian, mencit sering disimpan pada suhu kamar di bawah zona termonetralnya, menghasilkan aktivasi berbagai sistem fisiologis kompensasi yang meningkatkan laju metabolisme dan berpotensi mengganggu translatabilitas9.Dengan demikian, paparan mencit terhadap dingin dapat membuat mencit kebal terhadap obesitas yang diinduksi diet dan dapat mencegah hiperglikemia pada tikus yang diobati dengan streptozotocin karena peningkatan transpor glukosa yang tidak tergantung insulin.Namun, tidak jelas sejauh mana paparan yang lama terhadap berbagai suhu yang relevan (dari ruangan ke termonetral) memengaruhi homeostasis energi yang berbeda dari tikus dengan berat normal (pada makanan) dan tikus DIO (pada HFD) dan parameter metabolisme, serta sejauh mana dimana mereka mampu menyeimbangkan peningkatan EE dengan peningkatan asupan makanan.Studi yang disajikan dalam artikel ini bertujuan untuk memperjelas topik ini.
Kami menunjukkan bahwa pada tikus dewasa dengan berat normal dan tikus DIO jantan, EE berbanding terbalik dengan suhu kamar antara 22 dan 30°C.Jadi, EE pada 22°C adalah sekitar 30% lebih tinggi dari pada 30°C.di kedua model mouse.Namun, perbedaan penting antara tikus dengan berat normal dan tikus DIO adalah bahwa sementara tikus dengan berat normal cocok dengan EE pada suhu yang lebih rendah dengan menyesuaikan asupan makanan, asupan makanan tikus DIO bervariasi pada tingkat yang berbeda.Suhu penelitian serupa.Setelah satu bulan, tikus DIO yang disimpan pada suhu 30°C memperoleh lebih banyak berat badan dan massa lemak daripada tikus yang disimpan pada suhu 22°C, sedangkan manusia normal yang disimpan pada suhu yang sama dan untuk jangka waktu yang sama tidak menyebabkan demam.tergantung perbedaan berat badan.tikus berat.Dibandingkan dengan suhu mendekati termonetral atau pada suhu kamar, pertumbuhan pada suhu kamar menghasilkan DIO atau mencit dengan berat normal pada diet tinggi lemak tetapi tidak pada diet tikus dengan berat normal untuk mendapatkan berat badan yang relatif lebih sedikit.tubuh.Didukung oleh penelitian lain17,18,19,20,21 tetapi tidak semua22,23.
Kemampuan untuk menciptakan lingkungan mikro untuk mengurangi kehilangan panas dihipotesiskan untuk menggeser netralitas termal ke kiri8, 12. Dalam penelitian kami, penambahan bahan sarang dan penyembunyian mengurangi EE tetapi tidak menghasilkan netralitas termal hingga 28°C.Dengan demikian, data kami tidak mendukung bahwa titik rendah termonetralitas pada tikus dewasa satu lutut, dengan atau tanpa rumah yang diperkaya lingkungan, harus 26-28°C seperti yang ditunjukkan8,12, tetapi ini mendukung penelitian lain yang menunjukkan termonetralitas.suhu 30°C pada tikus titik rendah7, 10, 24. Untuk memperumit masalah, titik termoneutral pada tikus telah terbukti tidak statis pada siang hari karena lebih rendah selama fase istirahat (cahaya), mungkin karena kalori yang lebih rendah produksi sebagai hasil dari aktivitas dan termogenesis yang diinduksi diet.Jadi, pada fase terang, titik terendah netralitas termal menjadi ~29°С, dan pada fase gelap, ~33°С25.
Pada akhirnya, hubungan antara suhu sekitar dan konsumsi energi total ditentukan oleh pembuangan panas.Dalam konteks ini, rasio luas permukaan terhadap volume merupakan penentu penting sensitivitas termal, yang memengaruhi pembuangan panas (luas permukaan) dan pembangkitan panas (volume).Selain luas permukaan, perpindahan panas juga ditentukan oleh isolasi (laju perpindahan panas).Pada manusia, massa lemak dapat mengurangi kehilangan panas dengan menciptakan penghalang isolasi di sekitar cangkang tubuh, dan massa lemak juga penting untuk isolasi termal pada tikus, menurunkan titik termonetral dan mengurangi sensitivitas suhu di bawah titik netral termal. kemiringan kurva).suhu sekitar dibandingkan dengan EE)12.Studi kami tidak dirancang untuk secara langsung menilai hubungan diduga ini karena data komposisi tubuh dikumpulkan 9 hari sebelum data pengeluaran energi dikumpulkan dan karena massa lemak tidak stabil selama penelitian.Namun, karena tikus dengan berat badan normal dan DIO memiliki EE 30% lebih rendah pada suhu 30°C daripada pada suhu 22°C meskipun terdapat setidaknya perbedaan 5 kali lipat dalam massa lemak, data kami tidak mendukung bahwa obesitas harus menyediakan insulasi dasar.faktor, setidaknya tidak dalam kisaran suhu yang diselidiki.Ini sejalan dengan penelitian lain yang dirancang lebih baik untuk mengeksplorasi hal ini4,24.Dalam studi ini, efek isolasi dari obesitas kecil, tetapi bulu ditemukan menyediakan 30-50% dari total isolasi termal4,24.Namun, pada tikus mati, konduktivitas termal meningkat sekitar 450% segera setelah kematian, menunjukkan bahwa efek isolasi bulu diperlukan untuk mekanisme fisiologis, termasuk vasokonstriksi, untuk bekerja.Selain perbedaan spesies bulu antara tikus dan manusia, efek isolasi yang buruk dari obesitas pada tikus juga dapat dipengaruhi oleh pertimbangan berikut: Faktor isolasi massa lemak manusia terutama dimediasi oleh massa lemak subkutan (ketebalan)26,27.Biasanya pada hewan pengerat Kurang dari 20% dari total lemak hewani28.Selain itu, massa lemak total bahkan mungkin bukan ukuran suboptimal dari insulasi termal individu, karena telah dikatakan bahwa peningkatan insulasi termal diimbangi oleh peningkatan luas permukaan yang tak terelakkan (dan karena itu peningkatan kehilangan panas) seiring dengan peningkatan massa lemak..
Pada tikus dengan berat badan normal, konsentrasi TG, 3-HB, kolesterol, HDL, ALT, dan AST plasma puasa tidak berubah pada berbagai suhu selama hampir 5 minggu, mungkin karena tikus berada dalam keadaan keseimbangan energi yang sama.memiliki berat dan komposisi tubuh yang sama seperti pada akhir penelitian.Konsisten dengan kesamaan massa lemak, juga tidak ada perbedaan kadar leptin plasma, maupun insulin puasa, C-peptida, dan glukagon.Lebih banyak sinyal ditemukan pada tikus DIO.Meskipun tikus pada suhu 22°C juga tidak memiliki keseimbangan energi negatif secara keseluruhan dalam keadaan ini (karena berat badan mereka bertambah), pada akhir penelitian mereka relatif lebih kekurangan energi dibandingkan dengan tikus yang dipelihara pada suhu 30°C, dalam kondisi seperti keton tinggi.produksi oleh tubuh (3-GB) dan penurunan konsentrasi gliserol dan TG dalam plasma.Namun, perbedaan lipolisis yang bergantung pada suhu tampaknya bukan hasil dari perubahan intrinsik pada lemak epididimis atau inguinal, seperti perubahan ekspresi lipase yang responsif terhadap adipohormon, karena FFA dan gliserol yang dilepaskan dari lemak yang diekstrak dari depot ini berada di antara suhu kelompok yang mirip satu sama lain.Meskipun kami tidak menyelidiki nada simpatik dalam penelitian ini, yang lain telah menemukan bahwa itu (berdasarkan detak jantung dan tekanan arteri rata-rata) secara linier terkait dengan suhu sekitar pada tikus dan kira-kira lebih rendah pada 30°C daripada pada 22°C 20% C Dengan demikian, perbedaan yang bergantung pada suhu dalam tonus simpatik mungkin memainkan peran dalam lipolisis dalam penelitian kami, tetapi karena peningkatan tonus simpatik merangsang daripada menghambat lipolisis, mekanisme lain mungkin menangkal penurunan ini pada tikus yang dikultur.Peran potensial dalam pemecahan lemak tubuh.Suhu kamar.Selain itu, bagian dari efek stimulasi nada simpatik pada lipolisis secara tidak langsung dimediasi oleh penghambatan kuat sekresi insulin, menyoroti efek suplementasi interupsi insulin pada lipolisis30, tetapi dalam penelitian kami, insulin plasma puasa dan nada simpatik C-peptida pada suhu yang berbeda adalah tidak cukup untuk mengubah lipolisis.Sebaliknya, kami menemukan bahwa perbedaan status energi kemungkinan besar merupakan kontributor utama perbedaan pada tikus DIO ini.Alasan mendasar yang mengarah pada pengaturan asupan makanan yang lebih baik dengan EE pada tikus dengan berat badan normal memerlukan penelitian lebih lanjut.Namun, secara umum, asupan makanan dikendalikan oleh isyarat homeostatis dan hedonis31,32,33.Meskipun ada perdebatan tentang mana dari dua sinyal yang secara kuantitatif lebih penting,31,32,33 diketahui bahwa konsumsi makanan tinggi lemak dalam jangka panjang mengarah pada perilaku makan berbasis kesenangan yang sampai batas tertentu tidak terkait dengan homeostasis..– asupan makanan yang diatur34,35,36.Oleh karena itu, peningkatan perilaku makan hedonis tikus DIO yang diberi HFD 45% mungkin menjadi salah satu alasan mengapa tikus ini tidak menyeimbangkan asupan makanan dengan EE.Menariknya, perbedaan nafsu makan dan hormon pengatur glukosa darah juga diamati pada tikus DIO yang dikontrol suhu, tetapi tidak pada tikus dengan berat badan normal.Pada tikus DIO, kadar leptin plasma meningkat dengan suhu dan kadar glukagon menurun dengan suhu.Sejauh mana suhu dapat secara langsung mempengaruhi perbedaan ini memerlukan penelitian lebih lanjut, tetapi dalam kasus leptin, keseimbangan energi relatif negatif dan massa lemak yang lebih rendah pada tikus pada suhu 22°C tentu memainkan peran penting, karena massa lemak dan leptin plasma adalah berkorelasi tinggi37.Namun, interpretasi sinyal glukagon lebih membingungkan.Seperti halnya insulin, sekresi glukagon sangat dihambat oleh peningkatan tonus simpatis, tetapi tonus simpatik tertinggi diperkirakan berada pada kelompok 22°C, yang memiliki konsentrasi glukagon plasma tertinggi.Insulin adalah regulator glukagon plasma yang kuat, dan resistensi insulin dan diabetes tipe 2 sangat terkait dengan puasa dan hiperglukagonemia postprandial 38,39 .Namun, tikus DIO dalam penelitian kami juga tidak sensitif terhadap insulin, jadi ini juga tidak bisa menjadi faktor utama peningkatan pensinyalan glukagon pada kelompok 22°C.Kandungan lemak hati juga berhubungan positif dengan peningkatan konsentrasi glukagon plasma, yang mekanismenya, pada gilirannya, mungkin termasuk resistensi glukagon hati, penurunan produksi urea, peningkatan konsentrasi asam amino sirkulasi, dan peningkatan sekresi glukagon yang distimulasi oleh asam amino40,41, 42.Namun, karena konsentrasi gliserol dan TG yang dapat diekstraksi tidak berbeda antara kelompok suhu dalam penelitian kami, ini juga tidak dapat menjadi faktor potensial dalam peningkatan konsentrasi plasma pada kelompok 22°C.Triiodothyronine (T3) memainkan peran penting dalam laju metabolisme keseluruhan dan inisiasi pertahanan metabolik terhadap hipotermia43,44.Dengan demikian, konsentrasi T3 plasma, mungkin dikendalikan oleh mekanisme yang dimediasi secara terpusat,45,46 meningkat pada tikus dan manusia di bawah kondisi kurang dari termonetral47, meskipun peningkatan pada manusia lebih kecil, yang lebih cenderung pada tikus.Hal ini konsisten dengan kehilangan panas ke lingkungan.Kami tidak mengukur konsentrasi T3 plasma dalam penelitian ini, tetapi konsentrasi mungkin lebih rendah pada kelompok 30 ° C, yang dapat menjelaskan efek kelompok ini pada kadar glukagon plasma, karena kami (memperbarui Gambar 5a) dan lainnya telah menunjukkan bahwa T3 meningkatkan glukagon plasma dengan cara yang tergantung dosis.Hormon tiroid telah dilaporkan menginduksi ekspresi FGF21 di hati.Seperti glukagon, konsentrasi FGF21 plasma juga meningkat dengan konsentrasi T3 plasma (Gambar Tambahan. 5b dan ref. 48), tetapi dibandingkan dengan glukagon, konsentrasi plasma FGF21 dalam penelitian kami tidak dipengaruhi oleh suhu.Alasan yang mendasari perbedaan ini memerlukan studi lebih lanjut, tetapi induksi FGF21 yang digerakkan oleh T3 harus terjadi pada tingkat paparan T3 yang lebih tinggi dibandingkan dengan respons glukagon yang digerakkan oleh T3 yang diamati (Gambar Tambahan 5b).
HFD telah terbukti sangat terkait dengan gangguan toleransi glukosa dan resistensi insulin (penanda) pada tikus yang dipelihara pada suhu 22°C.Namun, HFD tidak terkait dengan gangguan toleransi glukosa atau resistensi insulin ketika ditanam di lingkungan termonetral (didefinisikan di sini sebagai 28 °C) 19 .Dalam penelitian kami, hubungan ini tidak direplikasi pada tikus DIO, tetapi tikus dengan berat badan normal dipertahankan pada suhu 30°C secara signifikan meningkatkan toleransi glukosa.Alasan perbedaan ini memerlukan penelitian lebih lanjut, tetapi mungkin dipengaruhi oleh fakta bahwa tikus DIO dalam penelitian kami resisten terhadap insulin, dengan konsentrasi plasma C-peptida puasa dan konsentrasi insulin 12-20 kali lebih tinggi daripada tikus dengan berat badan normal.dan dalam darah saat perut kosong.konsentrasi glukosa sekitar 10 mM (sekitar 6 mM pada berat badan normal), yang tampaknya meninggalkan jendela kecil untuk potensi efek menguntungkan dari paparan kondisi termonetral untuk meningkatkan toleransi glukosa.Faktor yang mungkin membingungkan adalah, untuk alasan praktis, OGTT dilakukan pada suhu kamar.Dengan demikian, tikus yang ditempatkan pada suhu yang lebih tinggi mengalami kejutan dingin ringan, yang dapat memengaruhi penyerapan / pembersihan glukosa.Namun, berdasarkan konsentrasi glukosa darah puasa yang serupa pada kelompok suhu yang berbeda, perubahan suhu sekitar mungkin tidak mempengaruhi hasil secara signifikan.
Seperti disebutkan sebelumnya, baru-baru ini disorot bahwa peningkatan suhu ruangan dapat melemahkan beberapa reaksi terhadap stres dingin, yang mungkin mempertanyakan transferabilitas data tikus ke manusia.Namun, tidak jelas berapa suhu optimal untuk menjaga tikus meniru fisiologi manusia.Jawaban atas pertanyaan ini juga dapat dipengaruhi oleh bidang studi dan titik akhir yang dipelajari.Contohnya adalah efek diet terhadap akumulasi lemak hati, toleransi glukosa dan resistensi insulin19.Dalam hal pengeluaran energi, beberapa peneliti percaya bahwa termonetralitas adalah suhu optimal untuk pemeliharaan, karena manusia memerlukan sedikit energi ekstra untuk mempertahankan suhu inti tubuh mereka, dan mereka menetapkan suhu putaran tunggal untuk mencit dewasa adalah 30°C7,10.Peneliti lain percaya bahwa suhu yang sebanding dengan yang biasanya dialami manusia dengan tikus dewasa dengan satu lutut adalah 23-25°C, karena mereka menemukan termonetralitas menjadi 26-28°C dan berdasarkan manusia lebih rendah sekitar 3°C.suhu kritis mereka yang lebih rendah, yang didefinisikan di sini sebagai 23°C, adalah sedikit 8,12.Studi kami konsisten dengan beberapa penelitian lain yang menyatakan bahwa netralitas termal tidak tercapai pada 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25, menunjukkan bahwa 23-25°C terlalu rendah.Faktor penting lain yang perlu dipertimbangkan mengenai suhu ruangan dan termonetralitas pada tikus adalah kandang tunggal atau kelompok.Ketika tikus ditempatkan dalam kelompok daripada secara individu, seperti dalam penelitian kami, sensitivitas suhu berkurang, mungkin karena kepadatan hewan.Namun, suhu ruangan masih di bawah LTL 25 saat menggunakan tiga kelompok.Mungkin perbedaan antarspesies yang paling penting dalam hal ini adalah signifikansi kuantitatif aktivitas BAT sebagai pertahanan terhadap hipotermia.Jadi, sementara tikus sebagian besar mengkompensasi kehilangan kalori yang lebih tinggi dengan meningkatkan aktivitas BAT, yang lebih dari 60% EE pada suhu 5°C saja,51,52 kontribusi aktivitas BAT manusia terhadap EE secara signifikan lebih tinggi, jauh lebih kecil.Oleh karena itu, mengurangi aktivitas BAT mungkin merupakan cara penting untuk meningkatkan terjemahan manusia.Regulasi aktivitas BAT kompleks tetapi sering dimediasi oleh efek gabungan dari stimulasi adrenergik, hormon tiroid, dan ekspresi UCP114,54,55,56,57.Data kami menunjukkan bahwa suhu perlu dinaikkan di atas 27,5°C dibandingkan dengan tikus pada suhu 22°C untuk mendeteksi perbedaan ekspresi gen BAT yang bertanggung jawab atas fungsi/aktivasi.Namun, perbedaan yang ditemukan antara kelompok pada 30 dan 22°C tidak selalu menunjukkan peningkatan aktivitas BAT pada kelompok 22°C karena Ucp1, Adrb2 dan Vegf-a diregulasi ke bawah pada kelompok 22°C.Akar penyebab dari hasil yang tidak terduga ini masih harus ditentukan.Satu kemungkinan adalah bahwa ekspresi mereka yang meningkat mungkin tidak mencerminkan sinyal suhu ruangan yang tinggi, melainkan efek akut dari perpindahan mereka dari 30°C ke 22°C pada hari pemindahan (tikus mengalami ini 5-10 menit sebelum lepas landas) .).
Keterbatasan umum dari penelitian kami adalah bahwa kami hanya mempelajari tikus jantan.Penelitian lain menunjukkan bahwa jenis kelamin mungkin menjadi pertimbangan penting dalam indikasi utama kami, karena tikus betina satu lutut lebih sensitif terhadap suhu karena konduktivitas termal yang lebih tinggi dan mempertahankan suhu inti yang dikontrol dengan lebih ketat.Selain itu, tikus betina (di HFD) menunjukkan hubungan asupan energi yang lebih besar dengan EE pada 30 °C dibandingkan dengan tikus jantan yang mengkonsumsi lebih banyak tikus dengan jenis kelamin yang sama (20 °C dalam kasus ini) 20 .Dengan demikian, pada mencit betina, efek kandungan subthermonetral lebih tinggi, namun memiliki pola yang sama seperti pada mencit jantan.Dalam penelitian kami, kami berfokus pada tikus jantan satu lutut, karena ini adalah kondisi di mana sebagian besar studi metabolisme yang memeriksa EE dilakukan.Keterbatasan lain dari penelitian kami adalah bahwa tikus berada pada diet yang sama selama penelitian, yang menghalangi mempelajari pentingnya suhu kamar untuk fleksibilitas metabolisme (sebagaimana diukur dengan perubahan RER untuk perubahan pola makan dalam berbagai komposisi makronutrien).pada tikus betina dan jantan disimpan pada suhu 20°C dibandingkan dengan tikus yang sesuai disimpan pada suhu 30°C.
Sebagai kesimpulan, penelitian kami menunjukkan bahwa, seperti dalam penelitian lain, putaran 1 tikus dengan berat normal termoneutral di atas perkiraan 27,5°C.Selain itu, penelitian kami menunjukkan bahwa obesitas bukanlah faktor isolasi utama pada tikus dengan berat badan normal atau DIO, yang menghasilkan rasio suhu:EE yang serupa pada DIO dan tikus dengan berat badan normal.Sementara asupan makanan tikus dengan berat badan normal konsisten dengan EE dan dengan demikian mempertahankan berat badan yang stabil pada seluruh rentang suhu, asupan makanan tikus DIO sama pada suhu yang berbeda, menghasilkan rasio tikus yang lebih tinggi pada suhu 30°C. .pada suhu 22°C berat badan bertambah.Secara keseluruhan, studi sistematis yang meneliti potensi pentingnya hidup di bawah suhu termonetral dijamin karena tolerabilitas yang buruk antara studi tikus dan manusia yang sering diamati.Misalnya, dalam studi obesitas, penjelasan parsial untuk translatabilitas yang umumnya lebih buruk mungkin disebabkan oleh fakta bahwa studi penurunan berat badan murine biasanya dilakukan pada hewan dengan stres dingin sedang yang disimpan pada suhu kamar karena peningkatan EE mereka.Penurunan berat badan yang berlebihan dibandingkan dengan berat badan yang diharapkan seseorang, khususnya jika mekanisme kerjanya bergantung pada peningkatan EE dengan meningkatkan aktivitas BAP, yang lebih aktif dan teraktivasi pada suhu kamar daripada pada suhu 30°C.
Sesuai dengan Hukum Eksperimen Hewan Denmark (1987) dan Institut Kesehatan Nasional (Publikasi No. 85-23) dan Konvensi Eropa untuk Perlindungan Vertebrata yang digunakan untuk Tujuan Eksperimental dan Ilmiah Lainnya (Dewan Eropa No. 123, Strasbourg , 1985).
Tikus C57BL/6J jantan berusia dua puluh minggu diperoleh dari Janvier Saint Berthevin Cedex, Prancis, dan diberi makanan standar ad libitum (Altromin 1324) dan air (~22°C) setelah siklus terang:gelap 12:12 jam.suhu kamar.Tikus DIO jantan (20 minggu) diperoleh dari pemasok yang sama dan diberi akses ad libitum ke diet tinggi lemak 45% (Kucing No. D12451, Research Diet Inc., NJ, USA) dan air dalam kondisi pemeliharaan.Tikus diadaptasi dengan lingkungan seminggu sebelum dimulainya penelitian.Dua hari sebelum dipindahkan ke sistem kalorimetri tidak langsung, tikus ditimbang, dilakukan pemindaian MRI (EchoMRITM, TX, USA) dan dibagi menjadi empat kelompok yang sesuai dengan berat badan, lemak, dan berat badan normal.
Diagram grafis dari desain penelitian ditunjukkan pada Gambar 8. Tikus dipindahkan ke sistem kalorimetri tidak langsung yang tertutup dan dikontrol suhu di Sable Systems Internationals (Nevada, AS), yang mencakup monitor kualitas makanan dan air serta kerangka Promethion BZ1 yang merekam tingkat aktivitas dengan mengukur balok istirahat.XYZ.Tikus (n = 8) ditempatkan secara individual pada 22, 25, 27,5, atau 30 ° C menggunakan tempat tidur tetapi tidak ada tempat berlindung dan bahan sarang pada 12:12 jam cahaya: siklus gelap (cahaya: 06:00– 18:00) .2500ml/menit.Mencit diaklimatisasi selama 7 hari sebelum pendaftaran.Rekaman dikumpulkan empat hari berturut-turut.Setelah itu, mencit disimpan pada suhu masing-masing pada 25, 27,5, dan 30°C selama 12 hari tambahan, setelah itu konsentrat sel ditambahkan seperti dijelaskan di bawah ini.Sementara itu, kelompok tikus yang disimpan pada suhu 22°C disimpan pada suhu ini selama dua hari lagi (untuk mengumpulkan data dasar baru), dan kemudian suhu dinaikkan secara bertahap sebesar 2°C setiap hari pada awal fase cahaya ( 06:00) hingga mencapai 30 °C Setelah itu, suhu diturunkan menjadi 22 °C dan pengambilan data dilakukan selama dua hari.Setelah dua hari tambahan perekaman pada suhu 22°C, kulit ditambahkan ke semua sel pada semua suhu, dan pengumpulan data dimulai pada hari kedua (hari ke-17) dan selama tiga hari.Setelah itu (hari ke-20), bahan sarang (8-10 g) ditambahkan ke semua sel pada awal siklus cahaya (06:00) dan data dikumpulkan selama tiga hari berikutnya.Dengan demikian, pada akhir penelitian, tikus yang dipelihara pada suhu 22°C disimpan pada suhu ini selama 21/33 hari dan pada suhu 22°C selama 8 hari terakhir, sedangkan tikus pada suhu lain disimpan pada suhu ini selama 33 hari./33 hari.Tikus diberi makan selama masa studi.
Tikus dengan berat badan normal dan DIO mengikuti prosedur penelitian yang sama.Pada hari ke-9, tikus ditimbang, dipindai MRI, dan dibagi menjadi kelompok-kelompok yang sebanding dalam berat badan dan komposisi tubuh.Pada hari ke-7, tikus dipindahkan ke sistem kalorimetri tidak langsung terkontrol suhu tertutup yang diproduksi oleh SABLE Systems International (Nevada, AS).Tikus ditempatkan secara individual dengan alas tidur tetapi tanpa bahan sarang atau tempat berlindung.Suhu diatur ke 22, 25, 27,5 atau 30 °C.Setelah satu minggu aklimatisasi (hari -7 hingga 0, hewan tidak terganggu), data dikumpulkan selama empat hari berturut-turut (hari 0-4, data ditunjukkan pada Gambar 1, 2, 5).Setelah itu, mencit yang dipelihara pada suhu 25, 27,5 dan 30°C dipelihara dalam kondisi konstan hingga hari ke-17.Pada saat yang sama, suhu pada kelompok 22°C dinaikkan dengan interval 2°C setiap hari dengan menyesuaikan siklus suhu (06:00 jam) pada awal paparan cahaya (data ditunjukkan pada Gambar. 1) .Pada hari ke-15, suhu turun menjadi 22°C dan dua hari data dikumpulkan untuk menyediakan data dasar untuk perawatan selanjutnya.Kulit ditambahkan ke semua mencit pada hari ke-17, dan bahan sarang ditambahkan pada hari ke-20 (Gbr. 5).Pada hari ke-23 mencit ditimbang dan dilakukan pemindaian MRI, kemudian didiamkan selama 24 jam.Pada hari ke 24 mencit dipuasakan dari awal fotoperiode (06:00) dan menerima OGTT (2 g/kg) pada pukul 12:00 (puasa 6-7 jam).Setelah itu, mencit dikembalikan ke kondisi SABLE masing-masing dan di-eutanasia pada hari kedua (hari ke-25).
Tikus DIO (n = 8) mengikuti protokol yang sama dengan tikus dengan berat normal (seperti dijelaskan di atas dan pada Gambar 8).Tikus mempertahankan 45% HFD selama percobaan pengeluaran energi.
VO2 dan VCO2, serta tekanan uap air, direkam pada frekuensi 1 Hz dengan konstanta waktu sel 2,5 menit.Asupan makanan dan air dikumpulkan dengan pencatatan terus menerus (1 Hz) dari berat ember makanan dan air.Monitor kualitas yang digunakan melaporkan resolusi 0,002 g.Tingkat aktivitas direkam menggunakan monitor larik sinar XYZ 3D, data dikumpulkan pada resolusi internal 240 Hz dan dilaporkan setiap detik untuk mengukur total jarak tempuh (m) dengan resolusi spasial efektif 0,25 cm.Data diproses dengan Sable Systems Macro Interpreter v.2.41, menghitung EE dan RER dan memfilter outlier (misalnya kejadian makanan palsu).Interpreter makro dikonfigurasi untuk mengeluarkan data untuk semua parameter setiap lima menit.
Selain mengatur EE, suhu sekitar juga dapat mengatur aspek metabolisme lainnya, termasuk metabolisme glukosa postprandial, dengan mengatur sekresi hormon metabolisme glukosa.Untuk menguji hipotesis ini, kami akhirnya menyelesaikan studi suhu tubuh dengan memprovokasi tikus dengan berat badan normal dengan beban glukosa oral DIO (2 g/kg).Metode dijelaskan secara rinci dalam materi tambahan.
Pada akhir penelitian (hari ke-25), mencit dipuasakan selama 2-3 jam (mulai pukul 06:00), dibius dengan isoflurane, dan dikeluarkan darah seluruhnya dengan venipuncture retroorbital.Kuantifikasi lipid plasma dan hormon serta lipid di hati dijelaskan dalam Bahan Tambahan.
Untuk menyelidiki apakah suhu cangkang menyebabkan perubahan intrinsik pada jaringan adiposa yang mempengaruhi lipolisis, jaringan adiposa inguinal dan epididimis dikeluarkan langsung dari tikus setelah tahap terakhir perdarahan.Jaringan diproses menggunakan uji lipolisis ex vivo yang baru dikembangkan yang dijelaskan dalam Metode Tambahan.
Jaringan adiposa coklat (BAT) dikumpulkan pada hari akhir penelitian dan diproses seperti yang dijelaskan dalam metode tambahan.
Data disajikan sebagai rata-rata ± SEM.Grafik dibuat di GraphPad Prism 9 (La Jolla, CA) dan grafik diedit di Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA).Signifikansi statistik dinilai dalam GraphPad Prism dan diuji dengan uji-t berpasangan, pengukuran berulang ANOVA satu arah / dua arah diikuti dengan uji perbandingan berganda Tukey, atau ANOVA satu arah tidak berpasangan diikuti dengan uji perbandingan berganda Tukey sesuai kebutuhan.Distribusi data Gaussian divalidasi dengan uji normalitas D'Agostino-Pearson sebelum pengujian.Ukuran sampel ditunjukkan di bagian yang sesuai di bagian "Hasil", serta di legenda.Pengulangan didefinisikan sebagai setiap pengukuran yang dilakukan pada hewan yang sama (in vivo atau pada sampel jaringan).Dalam hal reproduktifitas data, hubungan antara pengeluaran energi dan suhu kasus ditunjukkan dalam empat penelitian independen menggunakan tikus yang berbeda dengan desain penelitian yang serupa.
Protokol eksperimental terperinci, bahan, dan data mentah tersedia atas permintaan yang masuk akal dari penulis utama Rune E. Kuhre.Studi ini tidak menghasilkan reagen unik baru, garis hewan/sel transgenik, atau data pengurutan.
Untuk informasi lebih lanjut tentang desain penelitian, lihat abstrak Nature Research Report yang ditautkan ke artikel ini.
Semua data membentuk grafik.1-7 disimpan di repositori database Science, nomor aksesi: 1253.11.sciencedb.02284 atau https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284.Data yang ditampilkan di ESM dapat dikirim ke Rune E Kuhre setelah pengujian yang wajar.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Hewan laboratorium sebagai model pengganti obesitas manusia. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Hewan laboratorium sebagai model pengganti obesitas manusia.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.dan hewan laboratorium Tang-Christensen M. sebagai pengganti model obesitas manusia. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. Hewan percobaan sebagai model pengganti manusia.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.dan hewan laboratorium Tang-Christensen M. sebagai pengganti model obesitas pada manusia.Farmakologi Acta.kejahatan 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA Perhitungan konstanta Mie baru dan penentuan eksperimental ukuran luka bakar.Luka bakar 22, 607–611 (1996).
Gordon, SJ Sistem termoregulasi tikus: implikasinya untuk transfer data biomedis ke manusia.fisiologi.Perilaku.179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Tidak ada efek isolasi dari obesitas. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Tidak ada efek isolasi dari obesitas.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B., dan Nedergaard J. Tidak ada efek isolasi dari obesitas. 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. Obesitas tidak memiliki efek isolasi.Ya.J. Fisiologi.kelenjar endokrin.metabolisme.311, E202–E213 (2016).
Lee, P. et al.Jaringan adiposa coklat yang disesuaikan dengan suhu memodulasi sensitivitas insulin.Diabetes 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ dkk.Suhu kritis yang lebih rendah dan termogenesis yang diinduksi dingin berbanding terbalik dengan berat badan dan laju metabolisme basal pada individu kurus dan kelebihan berat badan.J. Dengan hangat.biologi.69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Suhu kandang yang optimal bagi tikus untuk meniru lingkungan termal manusia: Sebuah studi eksperimental. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Suhu kandang yang optimal bagi tikus untuk meniru lingkungan termal manusia: Sebuah studi eksperimental.Fischer, AW, Cannon, B., dan Nedergaard, J. Suhu rumah yang optimal bagi tikus untuk meniru lingkungan termal manusia: Sebuah studi eksperimental. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Fischer, AW, Meriam, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B., dan Nedergaard J. Suhu perumahan optimal untuk tikus yang mensimulasikan lingkungan termal manusia: Sebuah studi eksperimental.Moore.metabolisme.7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Apa suhu kandang terbaik untuk menerjemahkan eksperimen tikus ke manusia? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Apa suhu kandang terbaik untuk menerjemahkan eksperimen tikus ke manusia?Keyer J, Lee M dan Speakman JR Berapa suhu ruangan terbaik untuk mentransfer eksperimen tikus ke manusia? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR Keijer, J., Li, M. & Pembicara, JRKeyer J, Lee M dan Speakman JR Berapa suhu cangkang optimal untuk mentransfer eksperimen tikus ke manusia?Moore.metabolisme.25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ & MacDougald, OA Mice sebagai model eksperimental untuk fisiologi manusia: ketika beberapa derajat suhu perumahan penting. Seeley, RJ & MacDougald, OA Mice sebagai model eksperimental untuk fisiologi manusia: ketika beberapa derajat suhu perumahan penting. Seeley, rj & macdougald, oa ыши как экспериментальные моделegan дзизизи A дили bersifat филandi фоли bersifat фололи bersifat филandi фзоли bersifat Seeley, RJ & MacDougald, OA Mice sebagai model eksperimental untuk fisiologi manusia: ketika beberapa derajat di dalam rumah membuat perbedaan. Seeley, RJ & Mac,Dougald, OA Seeley, RJ & MacDougald, OA Ыши seeley, rj & macdougald, oa как экспериментальная модель физиолояinga кancing к telepon. Seeley, RJ & MacDougald, tikus OA sebagai model eksperimental fisiologi manusia: ketika beberapa derajat suhu ruangan penting.Metabolisme nasional.3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Jawaban atas pertanyaan “Berapa suhu kandang terbaik untuk menerjemahkan eksperimen tikus ke manusia?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Jawaban atas pertanyaan “Berapa suhu kandang terbaik untuk menerjemahkan eksperimen tikus ke manusia?” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. Menjawab pertanyaan “Berapa suhu ruangan terbaik untuk mentransfer eksperimen tikus ke 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, Meriam, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B., dan Nedergaard J. Menjawab pertanyaan “Berapa suhu cangkang optimal untuk mentransfer eksperimen tikus ke manusia?”Ya: termonetral.Moore.metabolisme.26, 1-3 (2019).
Waktu posting: Okt-28-2022