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La mayoría de estudios metabólicos en ratones se realizan a temperatura ambiente, aunque en estas condiciones, a diferencia de los humanos, los ratones gastan mucha energía manteniendo la temperatura interna.Aquí, describimos el peso normal y la obesidad inducida por la dieta (DIO) en ratones C57BL/6J alimentados con chow chow o una dieta alta en grasas al 45%, respectivamente.Los ratones se colocaron durante 33 días a 22, 25, 27,5 y 30°C en un sistema de calorimetría indirecta.Mostramos que el gasto de energía aumenta linealmente de 30°C a 22°C y es aproximadamente un 30% mayor a 22°C en ambos modelos de ratón.En ratones de peso normal, la ingesta de alimentos contrarrestó la EE.Por el contrario, los ratones DIO no disminuyeron la ingesta de alimentos cuando disminuyó la EE.Así, al final del estudio, los ratones a 30°C tenían mayor peso corporal, masa grasa y glicerol y triglicéridos plasmáticos que los ratones a 22°C.El desequilibrio en los ratones DIO puede deberse a una mayor dieta basada en el placer.
El ratón es el modelo animal más utilizado para el estudio de la fisiología y fisiopatología humana y, a menudo, es el animal por defecto utilizado en las primeras etapas del descubrimiento y desarrollo de fármacos.Sin embargo, los ratones se diferencian de los humanos en varios aspectos fisiológicos importantes, y si bien el escalamiento alométrico puede usarse hasta cierto punto para traducirlo a los humanos, las enormes diferencias entre ratones y humanos residen en la termorregulación y la homeostasis energética.Esto demuestra una inconsistencia fundamental.La masa corporal promedio de los ratones adultos es al menos mil veces menor que la de los adultos (50 g frente a 50 kg), y la relación entre el área de superficie y la masa difiere aproximadamente 400 veces debido a la transformación geométrica no lineal descrita por Mee. .Ecuación 2. Como resultado, los ratones pierden significativamente más calor en relación con su volumen, por lo que son más sensibles a la temperatura, más propensos a la hipotermia y tienen una tasa metabólica basal promedio diez veces mayor que la de los humanos.A temperatura ambiente estándar (~22°C), los ratones deben aumentar su gasto energético total (EE) en aproximadamente un 30% para mantener la temperatura corporal central.A temperaturas más bajas, la EE aumenta aún más en aproximadamente un 50 % y un 100 % a 15 y 7 °C en comparación con la EE a 22 °C.Por lo tanto, las condiciones de alojamiento estándar inducen una respuesta de estrés por frío, lo que podría comprometer la transferibilidad de los resultados del ratón a los humanos, ya que los humanos que viven en sociedades modernas pasan la mayor parte de su tiempo en condiciones termoneutrales (debido a que nuestra menor relación de área entre superficie y volumen nos hace menos sensibles al estrés). La temperatura, a medida que creamos una zona termoneutral (TNZ) a nuestro alrededor, EE por encima de la tasa metabólica basal) se extiende entre ~19 y 30°C6, mientras que los ratones tienen una banda más alta y más estrecha que abarca solo entre 2 y 4°C7,8. De hecho, esto es importante. Este aspecto ha recibido considerable atención en los últimos años4, 7,8,9,10,11,12 y se ha sugerido que algunas “diferencias entre especies” pueden mitigarse aumentando la temperatura de la cáscara 9. Sin embargo, no hay consenso sobre el rango de temperatura. eso constituye la termoneutralidad en ratones.Por lo tanto, sigue siendo controvertido si la temperatura crítica más baja en el rango termoneutral en ratones con una sola rodilla está más cerca de 25°C o más cerca de 30°C4, 7, 8, 10, 12.La EE y otros parámetros metabólicos se han limitado a horas o días, por lo que no está claro hasta qué punto la exposición prolongada a diferentes temperaturas puede afectar parámetros metabólicos como el peso corporal.consumo, utilización de sustratos, tolerancia a la glucosa y concentraciones plasmáticas de lípidos y glucosa y hormonas reguladoras del apetito.Además, se necesitan más investigaciones para determinar en qué medida la dieta puede influir en estos parámetros (los ratones DIO con una dieta rica en grasas pueden estar más orientados hacia una dieta basada en el placer (hedónica)).Para proporcionar más información sobre este tema, examinamos el efecto de la temperatura de crianza sobre los parámetros metabólicos antes mencionados en ratones machos adultos de peso normal y ratones machos con obesidad inducida por dieta (DIO) con una dieta alta en grasas al 45%.Los ratones se mantuvieron a 22, 25, 27,5 o 30°C durante al menos tres semanas.No se han estudiado temperaturas inferiores a 22°C porque los alojamientos estándar para animales rara vez están por debajo de la temperatura ambiente.Descubrimos que los ratones DIO de peso normal y de círculo único respondieron de manera similar a los cambios en la temperatura del recinto en términos de EE e independientemente de la condición del recinto (con o sin material de refugio/nido).Sin embargo, mientras que los ratones de peso normal ajustaron su ingesta de alimentos de acuerdo con la EE, la ingesta de alimentos de los ratones DIO fue en gran medida independiente de la EE, lo que resultó en que los ratones ganaran más peso.Según los datos de peso corporal, las concentraciones plasmáticas de lípidos y cuerpos cetónicos mostraron que los ratones DIO a 30°C tenían un balance energético más positivo que los ratones a 22°C.Las razones subyacentes de las diferencias en el equilibrio de la ingesta de energía y la EE entre ratones de peso normal y DIO requieren más estudios, pero pueden estar relacionadas con cambios fisiopatológicos en los ratones DIO y el efecto de una dieta basada en el placer como resultado de una dieta obesa.
La EE aumentó linealmente de 30 a 22 °C y fue aproximadamente un 30 % mayor a 22 °C en comparación con 30 °C (Fig. 1a,b).La tasa de intercambio respiratorio (RER) fue independiente de la temperatura (Fig. 1c, d).La ingesta de alimentos fue consistente con la dinámica de EE y aumentó al disminuir la temperatura (también ~ 30% más a 22 ° C en comparación con 30 ° C (Fig. 1e, f). Ingesta de agua. El volumen y el nivel de actividad no dependieron de la temperatura (Fig. 1g).
Se alojaron ratones macho (C57BL/6J, 20 semanas de edad, alojamiento individual, n=7) en jaulas metabólicas a 22 ºC durante una semana antes del inicio del estudio.Dos días después de la recopilación de datos de fondo, la temperatura se elevó en incrementos de 2°C a las 06:00 horas del día (comienzo de la fase de luz).Los datos se presentan como media ± error estándar de la media, y la fase oscura (18:00–06:00 h) está representada por un cuadro gris.a Gasto energético (kcal/h), b Gasto energético total a diversas temperaturas (kcal/24 h), c Tasa de cambio respiratorio (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d RER medio en fase luminosa y oscura (VCO2/VO2) (El valor cero se define como 0,7).e ingesta acumulada de alimentos (g), f ingesta total de alimentos en 24 h, g ingesta total de agua en 24 h (ml), h ingesta total de agua en 24 h, i nivel de actividad acumulativo (m) y j nivel de actividad total (m/24 h).).Los ratones se mantuvieron a la temperatura indicada durante 48 horas.Los datos mostrados para 24, 26, 28 y 30°C se refieren a las últimas 24 horas de cada ciclo.Los ratones permanecieron alimentados durante todo el estudio.La significancia estadística se probó mediante mediciones repetidas de ANOVA unidireccional seguidas de la prueba de comparación múltiple de Tukey.Los asteriscos indican importancia para el valor inicial de 22°C, el sombreado indica importancia entre otros grupos como se indica. *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.Se calcularon valores medios para todo el período experimental (0-192 horas).norte = 7.
Como en el caso de los ratones de peso normal, el EE aumentó linealmente al disminuir la temperatura y, en este caso, el EE también fue aproximadamente un 30 % mayor a 22 °C en comparación con 30 °C (Fig. 2a,b).RER no cambió a diferentes temperaturas (Fig. 2c, d).A diferencia de los ratones de peso normal, la ingesta de alimentos no fue consistente con la EE en función de la temperatura ambiente.La ingesta de alimentos, la ingesta de agua y el nivel de actividad fueron independientes de la temperatura (Figs. 2e-j).
Se alojaron ratones DIO macho (C57BL/6J, 20 semanas) individualmente en jaulas metabólicas a 22 ºC durante una semana antes del inicio del estudio.Los ratones pueden utilizar 45% HFD ad libitum.Después de la aclimatación durante dos días, se recogieron los datos iniciales.Posteriormente, la temperatura se elevó en incrementos de 2°C cada dos días a las 06:00 (inicio de la fase de luz).Los datos se presentan como media ± error estándar de la media, y la fase oscura (18:00–06:00 h) está representada por un cuadro gris.a Gasto energético (kcal/h), b Gasto energético total a diversas temperaturas (kcal/24 h), c Tasa de cambio respiratorio (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d RER medio en fase luminosa y oscura (VCO2/VO2) (El valor cero se define como 0,7).e ingesta acumulada de alimentos (g), f ingesta total de alimentos en 24 h, g ingesta total de agua en 24 h (ml), h ingesta total de agua en 24 h, i nivel de actividad acumulativo (m) y j nivel de actividad total (m/24 h).).Los ratones se mantuvieron a la temperatura indicada durante 48 horas.Los datos mostrados para 24, 26, 28 y 30°C se refieren a las últimas 24 horas de cada ciclo.Los ratones se mantuvieron al 45% de HFD hasta el final del estudio.La significancia estadística se probó mediante mediciones repetidas de ANOVA unidireccional seguidas de la prueba de comparación múltiple de Tukey.Los asteriscos indican importancia para el valor inicial de 22°C, el sombreado indica importancia entre otros grupos como se indica. *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.Se calcularon valores medios para todo el período experimental (0-192 horas).norte = 7.
En otra serie de experimentos, examinamos el efecto de la temperatura ambiente sobre los mismos parámetros, pero esta vez entre grupos de ratones que se mantuvieron constantemente a una determinada temperatura.Los ratones se dividieron en cuatro grupos para minimizar los cambios estadísticos en la media y la desviación estándar del peso corporal, la grasa y el peso corporal normal (Fig. 3a-c).Después de 7 días de aclimatación, se registraron 4,5 días de EE.El EE se ve afectado significativamente por la temperatura ambiente tanto durante el día como durante la noche (Fig. 3d), y aumenta linealmente a medida que la temperatura disminuye de 27,5 ° C a 22 ° C (Fig. 3e).En comparación con otros grupos, el RER del grupo de 25 ° C fue algo reducido y no hubo diferencias entre los grupos restantes (Fig. 3f, g).La ingesta de alimentos paralela al patrón EE aumentó aproximadamente un 30% a 22 °C en comparación con 30 °C (Fig. 3h, i).El consumo de agua y los niveles de actividad no difirieron significativamente entre los grupos (Fig. 3j, k).La exposición a diferentes temperaturas durante hasta 33 días no produjo diferencias en el peso corporal, la masa magra y la masa grasa entre los grupos (Fig. 3n-s), pero resultó en una disminución de la masa corporal magra de aproximadamente el 15% en comparación con puntuaciones autoinformadas (Fig. 3n-s).3b, r, c)) y la masa grasa aumentó más de 2 veces (de ~1 ga 2–3 g, Fig. 3c, t, c).Desafortunadamente, el gabinete de 30°C tiene errores de calibración y no puede proporcionar datos precisos de EE y RER.
- Peso corporal (a), masa magra (b) y masa grasa (c) después de 8 días (un día antes de la transferencia al sistema SABLE).d Consumo de energía (kcal/h).e Consumo medio de energía (0-108 horas) a distintas temperaturas (kcal/24 horas).f Relación de intercambio respiratorio (RER) (VCO2/VO2).g RER medio (VCO2/VO2).h Ingesta total de alimentos (g).i Ingesta media de alimentos (g/24 horas).j Consumo total de agua (ml).k Consumo medio de agua (ml/24 h).l Nivel de actividad acumulado (m).m Nivel medio de actividad (m/24 h).n peso corporal el día 18, o cambio en el peso corporal (del día -8 al 18), p masa magra el día 18, q cambio en la masa magra (del día -8 al 18), r masa grasa el día 18 y cambio en la masa grasa (de -8 a 18 días).La significación estadística de medidas repetidas se probó mediante Oneway-ANOVA seguido de la prueba de comparación múltiple de Tukey. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P<0,05, **P<0,01, ***P<0,001, ****P<0,0001. *P<0,05, **P<0,01, ***P<0,001, ****P<0,0001. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P < 0,05, **P < 0,01, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P<0,05, **P<0,01, ***P<0,001, ****P<0,0001. *P<0,05, **P<0,01, ***P<0,001, ****P<0,0001.Los datos se presentan como media + error estándar de la media, la fase oscura (18:00-06:00 h) está representada por cuadros grises.Los puntos en los histogramas representan ratones individuales.Se calcularon valores medios para todo el período experimental (0-108 horas).norte = 7.
Los ratones fueron emparejados en peso corporal, masa magra y masa grasa al inicio del estudio (Figs. 4a-c) y se mantuvieron a 22, 25, 27,5 y 30 °C como en estudios con ratones de peso normal..Al comparar grupos de ratones, la relación entre EE y la temperatura mostró una relación lineal similar con la temperatura a lo largo del tiempo en los mismos ratones.Por lo tanto, los ratones mantenidos a 22 °C consumieron aproximadamente un 30% más de energía que los ratones mantenidos a 30 °C (Fig. 4d, e).Al estudiar los efectos en animales, la temperatura no siempre afectó el RER (Fig. 4f, g).La ingesta de alimentos, la ingesta de agua y la actividad no se vieron afectadas significativamente por la temperatura (Figs. 4h-m).Después de 33 días de crianza, los ratones a 30°C tenían un peso corporal significativamente mayor que los ratones a 22°C (Fig. 4n).En comparación con sus respectivos puntos de referencia, los ratones criados a 30 °C tenían pesos corporales significativamente más altos que los ratones criados a 22 °C (media ± error estándar de la media: Fig. 4o).El aumento de peso relativamente mayor se debió a un aumento de la masa grasa (Fig. 4p, q) en lugar de un aumento de la masa magra (Fig. 4r, s).De acuerdo con el valor de EE más bajo a 30°C, la expresión de varios genes BAT que aumentan la función/actividad de BAT se redujo a 30°C en comparación con 22°C: Adra1a, Adrb3 y Prdm16.Otros genes clave que también aumentan la función/actividad de BAT no se vieron afectados: Sema3a (regulación del crecimiento de neuritas), Tfam (biogénesis mitocondrial), Adrb1, Adra2a, Pck1 (gluconeogénesis) y Cpt1a.Sorprendentemente, Ucp1 y Vegf-a, asociados con una mayor actividad termogénica, no disminuyeron en el grupo de 30°C.De hecho, los niveles de Ucp1 en tres ratones fueron más altos que en el grupo de 22°C, y Vegf-a y Adrb2 estaban significativamente elevados.En comparación con el grupo de 22 °C, los ratones mantenidos a 25 °C y 27,5 °C no mostraron cambios (Figura 1 complementaria).
- Peso corporal (a), masa magra (b) y masa grasa (c) después de 9 días (un día antes de la transferencia al sistema SABLE).d Consumo de energía (EE, kcal/h).e Consumo medio de energía (0–96 horas) a distintas temperaturas (kcal/24 horas).f Relación de intercambio respiratorio (RER, VCO2/VO2).g RER medio (VCO2/VO2).h Ingesta total de alimentos (g).i Ingesta media de alimentos (g/24 horas).j Consumo total de agua (ml).k Consumo medio de agua (ml/24 h).l Nivel de actividad acumulado (m).m Nivel medio de actividad (m/24 h).n Peso corporal el día 23 (g), o Cambio en el peso corporal, p Masa magra, q Cambio en la masa magra (g) el día 23 en comparación con el día 9, Cambio en la masa grasa (g) a los 23 días, grasa masa (g) en comparación con el día 8, el día 23 en comparación con el día 8.La significación estadística de medidas repetidas se probó mediante Oneway-ANOVA seguido de la prueba de comparación múltiple de Tukey. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *P < 0,05, ***P < 0,001, ****P < 0,0001. *Р<0,05, ***Р<0,001, ****Р<0,0001. *P<0,05, ***P<0,001, ****P<0,0001.Los datos se presentan como media + error estándar de la media, la fase oscura (18:00-06:00 h) está representada por cuadros grises.Los puntos en los histogramas representan ratones individuales.Se calcularon los valores medios para todo el período experimental (0-96 horas).norte = 7.
Al igual que los humanos, los ratones suelen crear microambientes para reducir la pérdida de calor al medio ambiente.Para cuantificar la importancia de este ambiente para la EE, evaluamos la EE a 22, 25, 27,5 y 30°C, con o sin protectores de cuero y material de anidación.A 22°C, la adición de pieles estándar reduce la EE en aproximadamente un 4%.La posterior adición de material de anidación redujo la EE entre un 3 y un 4% (Fig. 5a, b).No se observaron cambios significativos en el RER, la ingesta de alimentos, la ingesta de agua o los niveles de actividad con la adición de casas o pieles + ropa de cama (Figura 5i-p).La adición de piel y material de nidificación también redujo significativamente la EE a 25 y 30°C, pero las respuestas fueron cuantitativamente menores.A 27,5°C no se observó diferencia.En particular, en estos experimentos, el EE disminuyó al aumentar la temperatura, en este caso aproximadamente un 57% menos que el EE a 30 °C en comparación con 22 °C (Fig. 5c-h).El mismo análisis se realizó solo para la fase de luz, donde el EE estaba más cerca de la tasa metabólica basal, ya que en este caso los ratones descansaron principalmente en la piel, lo que resultó en tamaños de efecto comparables a diferentes temperaturas (Figuras complementarias 2a-h). .
Datos para ratones de material de refugio y nido (azul oscuro), hogar pero sin material de nido (azul claro) y material de hogar y nido (naranja).Consumo de energía (EE, kcal/h) para las habitaciones a, c, e y g a 22, 25, 27,5 y 30 °C, b, d, f y h significa EE (kcal/h).ip Datos para ratones alojados a 22°C: i frecuencia respiratoria (RER, VCO2/VO2), j RER medio (VCO2/VO2), k ingesta acumulada de alimentos (g), l ingesta media de alimentos (g/24 h), m ingesta total de agua (mL), n ingesta promedio de agua AUC (mL/24h), o actividad total (m), p nivel de actividad promedio (m/24h).Los datos se presentan como media + error estándar de la media, la fase oscura (18:00-06:00 h) está representada por cuadros grises.Los puntos en los histogramas representan ratones individuales.La significación estadística de medidas repetidas se probó mediante Oneway-ANOVA seguido de la prueba de comparación múltiple de Tukey. *P < 0,05, **P < 0,01. *P < 0,05, **P < 0,01. *Р<0,05, **Р<0,01. *P<0,05, **P<0,01. *P < 0,05, **P < 0,01. *P < 0,05, **P < 0,01. *Р<0,05, **Р<0,01. *P<0,05, **P<0,01.Se calcularon valores medios para todo el período experimental (0-72 horas).norte = 7.
En ratones de peso normal (2-3 horas de ayuno), la crianza a diferentes temperaturas no produjo diferencias significativas en las concentraciones plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, ALT y AST, pero sí de HDL en función de la temperatura.Figura 6a-e).Las concentraciones plasmáticas en ayunas de leptina, insulina, péptido C y glucagón tampoco difirieron entre los grupos (Figuras 6g-j).El día de la prueba de tolerancia a la glucosa (después de 31 días a diferentes temperaturas), el nivel inicial de glucosa en sangre (5-6 horas de ayuno) fue de aproximadamente 6,5 mM, sin diferencias entre los grupos. La administración de glucosa oral aumentó significativamente las concentraciones de glucosa en sangre en todos los grupos, pero tanto la concentración máxima como el área incremental bajo las curvas (iAUC) (15-120 min) fueron menores en el grupo de ratones alojados a 30 °C (puntos de tiempo individuales: P <0,05 – P <0,0001, Fig. 6k, l) en comparación con los ratones alojados a 22, 25 y 27,5 °C (que no difirieron entre sí). La administración de glucosa oral aumentó significativamente las concentraciones de glucosa en sangre en todos los grupos, pero tanto la concentración máxima como el área incremental bajo las curvas (iAUC) (15-120 min) fueron menores en el grupo de ratones alojados a 30 °C (puntos de tiempo individuales: P <0,05 – P <0,0001, Fig. 6k, l) en comparación con los ratones alojados a 22, 25 y 27,5 ° C (que no difirieron entre sí). Пероральное введение глюкозы значительно повышало концентрацию глюкозы в крови во всех группах, но как пиковая концентрация, и площадь приращения под кривыми (iAUC) (15–120 min) были ниже в группе мышей, содержащихся при 30 °C (отдельные временные точки) :P < 0,05–P < 0,0001, рис. 6k, l) по сравнению с мышами, содержащимися при 22, 25 и 27,5 ° C (которые не различались между собой). La administración oral de glucosa aumentó significativamente las concentraciones de glucosa en sangre en todos los grupos, pero tanto la concentración máxima como el área incremental bajo las curvas (iAUC) (15-120 min) fueron menores en el grupo de ratones a 30 °C (puntos temporales separados: P < 0,05- P <0,0001, Fig. 6k, l) en comparación con ratones mantenidos a 22, 25 y 27,5 °C (que no diferían entre sí).Temperatura de funcionamiento de 30 °C Temperatura de funcionamiento de 30 °C Temperatura de funcionamiento de 30 °C Temperatura de funcionamiento de 30 °C增加面积(iAUC) (15-120 personas) 均较低（各个时间点:P < 0,05–P < 0,0001，图6k，l）与饲养在22、25 和27.5°C 的小鼠（彼此之间没有差异）相比。口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 30 ° C 饲养 小鼠组 中 ， 浓度 和曲线 下 增加 面积 面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 点 点 点点 点：P < 0.05–P < 0.0001，图6k，l）与饲养在22、25和27.5°C 的小鼠（彼此之间没有差异）相比。La administración oral de glucosa aumentó significativamente las concentraciones de glucosa en sangre en todos los grupos, pero tanto la concentración máxima como el área bajo la curva (iAUC) (15-120 min) fueron menores en el grupo de ratones alimentados a 30 °C (todos los puntos temporales).: P < 0,05–P < 0,0001, рис. : P < 0,05–P < 0,0001, Fig.6l, l) en comparación con ratones mantenidos a 22, 25 y 27,5°C (sin diferencias entre sí).
Las concentraciones plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glicerol, leptina, insulina, péptido C y glucagón se muestran en ratones DIO(al) machos adultos después de 33 días de alimentación a la temperatura indicada. .Los ratones no fueron alimentados 2-3 horas antes de la toma de sangre.La excepción fue una prueba de tolerancia oral a la glucosa, que se realizó dos días antes del final del estudio en ratones en ayunas durante 5 a 6 horas y mantenidos a la temperatura adecuada durante 31 días.Los ratones fueron desafiados con 2 g/kg de peso corporal.El área bajo los datos de la curva (L) se expresa como datos incrementales (iAUC).Los datos se presentan como media ± SEM.Los puntos representan muestras individuales. *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.
En ratones DIO (también en ayunas durante 2-3 horas), las concentraciones plasmáticas de colesterol, HDL, ALT, AST y FFA no difirieron entre los grupos.Tanto los TG como el glicerol estuvieron significativamente elevados en el grupo de 30 °C en comparación con el grupo de 22 °C (Figuras 7a-h).Por el contrario, 3 GB era aproximadamente un 25 % más bajo a 30 °C en comparación con 22 °C (Figura 7b).Por lo tanto, aunque los ratones mantenidos a 22°C tuvieron un balance energético positivo general, como lo sugiere el aumento de peso, las diferencias en las concentraciones plasmáticas de TG, glicerol y 3-HB sugieren que los ratones a 22°C cuando el muestreo fue menor que a 22°C. C.°C.Los ratones criados a 30 °C se encontraban en un estado energéticamente más negativo.De acuerdo con esto, las concentraciones hepáticas de glicerol extraíble y TG, pero no de glucógeno y colesterol, fueron mayores en el grupo de 30 °C (Figuras complementarias 3a-d).Para investigar si las diferencias dependientes de la temperatura en la lipólisis (medida por TG plasmáticos y glicerol) son el resultado de cambios internos en la grasa epididimaria o inguinal, extrajimos tejido adiposo de estas reservas al final del estudio y cuantificamos los ácidos grasos libres ex. vivo.y liberación de glicerol.En todos los grupos experimentales, las muestras de tejido adiposo de los depósitos epididimarios e inguinales mostraron al menos un aumento del doble en la producción de glicerol y FFA en respuesta a la estimulación con isoproterenol (Figuras complementarias 4a-d).Sin embargo, no se encontró ningún efecto de la temperatura de la cáscara sobre la lipólisis basal o estimulada por isoproterenol.De acuerdo con un mayor peso corporal y masa grasa, los niveles de leptina en plasma fueron significativamente más altos en el grupo de 30 °C que en el grupo de 22 °C (Figura 7i).Por el contrario, los niveles plasmáticos de insulina y péptido C no difirieron entre los grupos de temperatura (Fig. 7k, k), pero el glucagón plasmático mostró una dependencia de la temperatura, pero en este caso casi 22°C en el grupo opuesto se comparó dos veces. a 30°C.DE.Grupo C (Fig. 7l).FGF21 no difirió entre diferentes grupos de temperatura (Fig. 7m).El día de la OGTT, la glucosa en sangre inicial fue de aproximadamente 10 mM y no difirió entre los ratones alojados a diferentes temperaturas (Fig. 7n).La administración oral de glucosa aumentó los niveles de glucosa en sangre y alcanzó un máximo en todos los grupos con una concentración de aproximadamente 18 mM 15 minutos después de la dosificación.No hubo diferencias significativas en iAUC (15 a 120 min) y concentraciones en diferentes momentos posteriores a la dosis (15, 30, 60, 90 y 120 min) (Figura 7n, o).
Se mostraron concentraciones plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glicerol, leptina, insulina, péptido C, glucagón y FGF21 en ratones DIO (ao) machos adultos después de 33 días de alimentación.temperatura especificada.Los ratones no fueron alimentados 2-3 horas antes de la toma de sangre.La prueba de tolerancia oral a la glucosa fue una excepción, ya que se realizó a una dosis de 2 g/kg de peso corporal dos días antes del final del estudio en ratones que estuvieron en ayunas durante 5 a 6 horas y se mantuvieron a la temperatura adecuada durante 31 días.El área bajo los datos de la curva (o) se muestra como datos incrementales (iAUC).Los datos se presentan como media ± SEM.Los puntos representan muestras individuales. *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.
La transferibilidad de datos de roedores a humanos es una cuestión compleja que juega un papel central en la interpretación de la importancia de las observaciones en el contexto de la investigación fisiológica y farmacológica.Por razones económicas y para facilitar la investigación, los ratones a menudo se mantienen a temperatura ambiente por debajo de su zona termoneutral, lo que da como resultado la activación de varios sistemas fisiológicos compensatorios que aumentan la tasa metabólica y potencialmente perjudican la traducibilidad9.Por lo tanto, la exposición de ratones al frío puede hacer que los ratones sean resistentes a la obesidad inducida por la dieta y puede prevenir la hiperglucemia en ratas tratadas con estreptozotocina debido al aumento del transporte de glucosa no dependiente de insulina.Sin embargo, no está claro hasta qué punto la exposición prolongada a diversas temperaturas relevantes (desde ambiente hasta termoneutral) afecta la diferente homeostasis energética de ratones de peso normal (con alimento) y ratones DIO (con HFD) y los parámetros metabólicos, así como el grado a lo cual pudieron equilibrar un aumento en EE con un aumento en la ingesta de alimentos.El estudio presentado en este artículo pretende aportar cierta claridad a este tema.
Mostramos que en ratones adultos de peso normal y ratones DIO macho, la EE está inversamente relacionada con la temperatura ambiente entre 22 y 30 °C.Por lo tanto, la EE a 22°C fue aproximadamente un 30% mayor que a 30°C.en ambos modelos de ratón.Sin embargo, una diferencia importante entre los ratones de peso normal y los ratones DIO es que, mientras que los ratones de peso normal igualaron el EE a temperaturas más bajas ajustando la ingesta de alimentos en consecuencia, la ingesta de alimentos de los ratones DIO varió en diferentes niveles.Las temperaturas del estudio fueron similares.Después de un mes, los ratones DIO mantenidos a 30°C ganaron más peso corporal y masa grasa que los ratones mantenidos a 22°C, mientras que los humanos normales mantenidos a la misma temperatura y durante el mismo período de tiempo no provocaron fiebre.diferencia dependiente en el peso corporal.ratones de peso.En comparación con temperaturas cercanas a la termoneutral o a temperatura ambiente, el crecimiento a temperatura ambiente dio como resultado que ratones DIO o de peso normal con una dieta rica en grasas, pero no con una dieta de ratones de peso normal, ganaran relativamente menos peso.cuerpo.Apoyado por otros estudios17,18,19,20,21 pero no por todos22,23.
Se plantea la hipótesis de que la capacidad de crear un microambiente para reducir la pérdida de calor desplaza la neutralidad térmica hacia la izquierda8, 12. En nuestro estudio, tanto la adición de material de anidación como el ocultamiento redujeron la EE pero no dieron como resultado la neutralidad térmica hasta 28°C.Por lo tanto, nuestros datos no respaldan que el punto más bajo de termoneutralidad en ratones adultos con una sola rodilla, con o sin casas ambientalmente enriquecidas, deba ser 26-28 °C como se muestra8,12, pero sí respaldan otros estudios que muestran termoneutralidad.temperaturas de 30°C en ratones de punto bajo7, 10, 24. Para complicar las cosas, se ha demostrado que el punto termoneutral en ratones no es estático durante el día, ya que es más bajo durante la fase de reposo (luz), posiblemente debido a la menor ingesta calórica. producción como resultado de la actividad y la termogénesis inducida por la dieta.Así, en la fase luminosa, el punto más bajo de neutralidad térmica resulta ser ~29°С, y en la fase oscura, ~33°С25.
En última instancia, la relación entre la temperatura ambiente y el consumo total de energía está determinada por la disipación de calor.En este contexto, la relación entre el área de superficie y el volumen es un determinante importante de la sensibilidad térmica, que afecta tanto a la disipación de calor (área de superficie) como a la generación de calor (volumen).Además del área de superficie, la transferencia de calor también está determinada por el aislamiento (tasa de transferencia de calor).En los seres humanos, la masa grasa puede reducir la pérdida de calor al crear una barrera aislante alrededor del cuerpo, y se ha sugerido que la masa grasa también es importante para el aislamiento térmico en ratones, reduciendo el punto termoneutral y reduciendo la sensibilidad a la temperatura por debajo del punto térmico neutro. pendiente de la curva).temperatura ambiente en comparación con EE)12.Nuestro estudio no fue diseñado para evaluar directamente esta supuesta relación porque los datos de composición corporal se recolectaron 9 días antes de que se recolectaran los datos de gasto de energía y porque la masa grasa no fue estable durante todo el estudio.Sin embargo, dado que los ratones de peso normal y DIO tienen un EE 30% menor a 30°C que a 22°C a pesar de una diferencia de al menos 5 veces en la masa grasa, nuestros datos no respaldan que la obesidad deba proporcionar un aislamiento básico.factor, al menos no en el rango de temperatura investigado.Esto está en línea con otros estudios mejor diseñados para explorar esto4,24.En estos estudios, el efecto aislante de la obesidad fue pequeño, pero se encontró que la piel proporcionaba entre el 30% y el 50% del aislamiento térmico total4,24.Sin embargo, en ratones muertos, la conductividad térmica aumentó aproximadamente un 450% inmediatamente después de la muerte, lo que sugiere que el efecto aislante del pelaje es necesario para que funcionen los mecanismos fisiológicos, incluida la vasoconstricción.Además de las diferencias entre especies en el pelaje de ratones y humanos, el escaso efecto aislante de la obesidad en ratones también puede verse influido por las siguientes consideraciones: El factor aislante de la masa grasa humana está mediado principalmente por la masa grasa subcutánea (grosor)26,27.Normalmente en roedores Menos del 20% de la grasa animal total28.Además, es posible que la masa grasa total ni siquiera sea una medida subóptima del aislamiento térmico de un individuo, ya que se ha argumentado que un mejor aislamiento térmico se ve compensado por el inevitable aumento de la superficie (y por lo tanto, una mayor pérdida de calor) a medida que aumenta la masa grasa..
En ratones de peso normal, las concentraciones plasmáticas en ayunas de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT y AST no cambiaron a distintas temperaturas durante casi 5 semanas, probablemente porque los ratones estaban en el mismo estado de equilibrio energético.eran los mismos en peso y composición corporal que al final del estudio.De acuerdo con la similitud en la masa grasa, tampoco hubo diferencias en los niveles plasmáticos de leptina, ni en la insulina en ayunas, el péptido C y el glucagón.Se encontraron más señales en ratones DIO.Aunque los ratones a 22°C tampoco tenían un balance energético negativo general en este estado (a medida que ganaban peso), al final del estudio tenían relativamente más deficiencia energética en comparación con los ratones criados a 30°C, en condiciones como cetonas altas.producción por parte del cuerpo (3-GB) y disminución de la concentración de glicerol y TG en plasma.Sin embargo, las diferencias en la lipólisis dependientes de la temperatura no parecen ser el resultado de cambios intrínsecos en la grasa epididimaria o inguinal, como cambios en la expresión de la lipasa sensible a las adipohormonas, ya que los FFA y el glicerol liberados de la grasa extraída de estos depósitos están entre la temperatura y la temperatura. Los grupos son similares entre sí.Aunque no investigamos el tono simpático en el estudio actual, otros han descubierto que (basado en la frecuencia cardíaca y la presión arterial media) está linealmente relacionado con la temperatura ambiente en ratones y es aproximadamente menor a 30°C que a 22°C. 20% C Por lo tanto, las diferencias en el tono simpático dependientes de la temperatura pueden desempeñar un papel en la lipólisis en nuestro estudio, pero dado que un aumento en el tono simpático estimula en lugar de inhibir la lipólisis, otros mecanismos pueden contrarrestar esta disminución en ratones cultivados.Papel potencial en la descomposición de la grasa corporal.Temperatura ambiente.Además, parte del efecto estimulante del tono simpático sobre la lipólisis está mediado indirectamente por una fuerte inhibición de la secreción de insulina, destacando el efecto de la interrupción de la suplementación con insulina sobre la lipólisis30, pero en nuestro estudio, la insulina plasmática en ayunas y el tono simpático del péptido C a diferentes temperaturas fueron no es suficiente para alterar la lipólisis.En cambio, encontramos que las diferencias en el estado energético probablemente fueron el principal contribuyente a estas diferencias en los ratones DIO.Las razones subyacentes que conducen a una mejor regulación de la ingesta de alimentos con EE en ratones de peso normal requieren más estudios.Sin embargo, en general, la ingesta de alimentos está controlada por señales homeostáticas y hedónicas31,32,33.Aunque existe debate sobre cuál de las dos señales es cuantitativamente más importante,31,32,33 es bien sabido que el consumo prolongado de alimentos ricos en grasas conduce a una conducta alimentaria más basada en el placer que, hasta cierto punto, no está relacionada con homeostasis..– ingesta alimentaria regulada34,35,36.Por lo tanto, el aumento del comportamiento alimentario hedónico de los ratones DIO tratados con 45% de HFD puede ser una de las razones por las que estos ratones no equilibraron la ingesta de alimentos con EE.Curiosamente, también se observaron diferencias en el apetito y las hormonas reguladoras de la glucosa en sangre en los ratones DIO con temperatura controlada, pero no en los ratones de peso normal.En ratones DIO, los niveles plasmáticos de leptina aumentaron con la temperatura y los niveles de glucagón disminuyeron con la temperatura.La medida en que la temperatura puede influir directamente en estas diferencias merece un estudio más profundo, pero en el caso de la leptina, el balance energético relativamente negativo y, por tanto, la menor masa grasa en ratones a 22°C ciertamente jugó un papel importante, ya que la masa grasa y la leptina plasmática son altamente correlacionado37.Sin embargo, la interpretación de la señal del glucagón es más desconcertante.Al igual que con la insulina, la secreción de glucagón fue fuertemente inhibida por un aumento en el tono simpático, pero se predijo que el tono simpático más alto se produciría en el grupo de 22°C, que tenía las concentraciones plasmáticas de glucagón más altas.La insulina es otro potente regulador del glucagón plasmático, y la resistencia a la insulina y la diabetes tipo 2 están fuertemente asociadas con el ayuno y la hiperglucagonemia posprandial 38,39.Sin embargo, los ratones DIO de nuestro estudio también eran insensibles a la insulina, por lo que este tampoco podría ser el factor principal en el aumento de la señalización del glucagón en el grupo de 22°C.El contenido de grasa hepática también se asocia positivamente con un aumento en la concentración plasmática de glucagón, cuyos mecanismos, a su vez, pueden incluir resistencia hepática al glucagón, disminución de la producción de urea, aumento de las concentraciones de aminoácidos circulantes y aumento de la secreción de glucagón estimulada por aminoácidos40,41. 42.Sin embargo, dado que las concentraciones extraíbles de glicerol y TG no difirieron entre los grupos de temperatura en nuestro estudio, esto tampoco podría ser un factor potencial en el aumento de las concentraciones plasmáticas en el grupo de 22 °C.La triyodotironina (T3) desempeña un papel fundamental en la tasa metabólica general y en el inicio de la defensa metabólica contra la hipotermia43,44.Así, la concentración plasmática de T3, posiblemente controlada por mecanismos mediados centralmente45,46, aumenta tanto en ratones como en humanos en condiciones menos que termoneutrales47, aunque el aumento es menor en humanos, que están más predispuestos a los ratones.Esto es consistente con la pérdida de calor al medio ambiente.No medimos las concentraciones plasmáticas de T3 en el estudio actual, pero las concentraciones pueden haber sido más bajas en el grupo de 30 °C, lo que puede explicar el efecto de este grupo sobre los niveles plasmáticos de glucagón, como nosotros (Figura 5a actualizada) y otros hemos demostrado que La T3 aumenta el glucagón plasmático de forma dosis dependiente.Se ha informado que las hormonas tiroideas inducen la expresión de FGF21 en el hígado.Al igual que el glucagón, las concentraciones plasmáticas de FGF21 también aumentaron con las concentraciones plasmáticas de T3 (Fig. 5b complementaria y ref. 48), pero en comparación con el glucagón, las concentraciones plasmáticas de FGF21 en nuestro estudio no se vieron afectadas por la temperatura.Las razones subyacentes de esta discrepancia requieren más estudios, pero la inducción de FGF21 impulsada por T3 debería ocurrir con niveles más altos de exposición a T3 en comparación con la respuesta de glucagón impulsada por T3 observada (Figura complementaria 5b).
Se ha demostrado que la HFD está fuertemente asociada con la intolerancia a la glucosa y la resistencia a la insulina (marcadores) en ratones criados a 22°C.Sin embargo, la HFD no se asoció con intolerancia a la glucosa ni con resistencia a la insulina cuando se cultivó en un ambiente termoneutral (definido aquí como 28 °C) 19 .En nuestro estudio, esta relación no se replicó en ratones DIO, pero los ratones con peso normal mantenidos a 30°C mejoraron significativamente la tolerancia a la glucosa.La razón de esta diferencia requiere más estudios, pero puede estar influenciada por el hecho de que los ratones DIO en nuestro estudio eran resistentes a la insulina, con concentraciones de péptido C en plasma en ayunas y concentraciones de insulina de 12 a 20 veces mayores que las de los ratones de peso normal.y en la sangre en ayunas.concentraciones de glucosa de aproximadamente 10 mM (aproximadamente 6 mM con peso corporal normal), lo que parece dejar una pequeña ventana para cualquier posible efecto beneficioso de la exposición a condiciones termoneutrales para mejorar la tolerancia a la glucosa.Un posible factor de confusión es que, por razones prácticas, la OGTT se realiza a temperatura ambiente.Por lo tanto, los ratones alojados a temperaturas más altas experimentaron un leve shock por frío, que puede afectar la absorción/eliminación de glucosa.Sin embargo, basándose en concentraciones similares de glucosa en sangre en ayunas en diferentes grupos de temperatura, es posible que los cambios en la temperatura ambiente no hayan afectado significativamente los resultados.
Como se mencionó anteriormente, recientemente se ha destacado que el aumento de la temperatura ambiente puede atenuar algunas reacciones al estrés por frío, lo que puede poner en duda la transferibilidad de los datos del ratón a los humanos.Sin embargo, no está claro cuál es la temperatura óptima para que los ratones imiten la fisiología humana.La respuesta a esta pregunta también puede verse influenciada por el campo de estudio y el criterio de valoración que se esté estudiando.Un ejemplo de ello es el efecto de la dieta sobre la acumulación de grasa en el hígado, la tolerancia a la glucosa y la resistencia a la insulina19.En términos de gasto energético, algunos investigadores creen que la termoneutralidad es la temperatura óptima para la cría, ya que los humanos necesitan poca energía extra para mantener su temperatura corporal central, y definen una temperatura de regazo única para ratones adultos como 30°C7,10.Otros investigadores creen que una temperatura comparable a la que los humanos suelen experimentar con ratones adultos sobre una rodilla es de 23 a 25 °C, ya que encontraron que la termoneutralidad es de 26 a 28 °C y, basándose en que los humanos están por debajo, alrededor de 3 °C.su temperatura crítica más baja, definida aquí como 23°C, es ligeramente de 8,12.Nuestro estudio es consistente con varios otros estudios que afirman que la neutralidad térmica no se logra a 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25, lo que indica que 23-25°C es demasiado bajo.Otro factor importante a considerar con respecto a la temperatura ambiente y la termoneutralidad en ratones es el alojamiento individual o grupal.Cuando los ratones se alojaron en grupos en lugar de individualmente, como en nuestro estudio, la sensibilidad a la temperatura se redujo, posiblemente debido al hacinamiento de los animales.Sin embargo, la temperatura ambiente todavía estaba por debajo del LTL de 25 cuando se utilizaron tres grupos.Quizás la diferencia entre especies más importante a este respecto es la importancia cuantitativa de la actividad BAT como defensa contra la hipotermia.Por lo tanto, mientras que los ratones compensaron en gran medida su mayor pérdida de calorías aumentando la actividad BAT, que es superior al 60% de EE solo a 5 °C,51,52 la contribución de la actividad BAT humana a la EE fue significativamente mayor, mucho menor.Por lo tanto, reducir la actividad de BAT puede ser una forma importante de aumentar la traducción humana.La regulación de la actividad BAT es compleja pero a menudo está mediada por los efectos combinados de la estimulación adrenérgica, las hormonas tiroideas y la expresión de UCP114,54,55,56,57.Nuestros datos indican que es necesario elevar la temperatura por encima de 27,5 °C en comparación con los ratones a 22 °C para detectar diferencias en la expresión de los genes BAT responsables de la función/activación.Sin embargo, las diferencias encontradas entre los grupos a 30 y 22°C no siempre indicaron un aumento en la actividad BAT en el grupo de 22°C porque Ucp1, Adrb2 y Vegf-a estaban regulados negativamente en el grupo de 22°C.La causa fundamental de estos resultados inesperados aún está por determinar.Una posibilidad es que su mayor expresión no refleje una señal de temperatura ambiente elevada, sino más bien un efecto agudo de moverlos de 30 °C a 22 °C el día de la eliminación (los ratones experimentaron esto entre 5 y 10 minutos antes del despegue). .).
Una limitación general de nuestro estudio es que solo estudiamos ratones macho.Otra investigación sugiere que el género puede ser una consideración importante en nuestras indicaciones primarias, ya que los ratones hembra con una sola rodilla son más sensibles a la temperatura debido a una mayor conductividad térmica y al mantenimiento de una temperatura central más estrictamente controlada.Además, los ratones hembra (en HFD) mostraron una mayor asociación de la ingesta energética con EE a 30 °C en comparación con los ratones macho que consumieron más ratones del mismo sexo (20 °C en este caso) 20 .Así, en ratones hembra, el efecto del contenido subtermonetral es mayor, pero tiene el mismo patrón que en ratones macho.En nuestro estudio, nos centramos en ratones machos con una sola rodilla, ya que estas son las condiciones bajo las cuales se llevan a cabo la mayoría de los estudios metabólicos que examinan la EE.Otra limitación de nuestro estudio fue que los ratones siguieron la misma dieta durante todo el estudio, lo que impidió estudiar la importancia de la temperatura ambiente para la flexibilidad metabólica (medida por los cambios del RER para cambios en la dieta en varias composiciones de macronutrientes).en ratones hembra y macho mantenidos a 20°C en comparación con los ratones correspondientes mantenidos a 30°C.
En conclusión, nuestro estudio muestra que, como en otros estudios, los ratones de peso normal de la vuelta 1 son termoneutrales por encima de los 27,5 °C previstos.Además, nuestro estudio muestra que la obesidad no es un factor aislante importante en ratones con peso normal o DIO, lo que resulta en proporciones similares de temperatura:EE en ratones DIO y de peso normal.Mientras que la ingesta de alimentos de los ratones de peso normal fue consistente con la EE y, por lo tanto, mantuvieron un peso corporal estable en todo el rango de temperatura, la ingesta de alimentos de los ratones DIO fue la misma a diferentes temperaturas, lo que resultó en una mayor proporción de ratones a 30°C. .a 22°C ganó más peso corporal.En general, se justifican estudios sistemáticos que examinen la importancia potencial de vivir por debajo de temperaturas termoneutrales debido a la mala tolerabilidad frecuentemente observada entre los estudios en ratones y humanos.Por ejemplo, en los estudios de obesidad, una explicación parcial de la generalmente peor traducibilidad puede deberse al hecho de que los estudios de pérdida de peso murinos generalmente se realizan en animales con estrés por frío moderado mantenidos a temperatura ambiente debido a su aumento de EE.Pérdida de peso exagerada en comparación con el peso corporal esperado de una persona, en particular si el mecanismo de acción depende del aumento de EE mediante el aumento de la actividad de BAP, que es más activo y activado a temperatura ambiente que a 30°C.
De conformidad con la Ley Danesa sobre Experimentación con Animales (1987) y los Institutos Nacionales de Salud (Publicación No. 85-23) y el Convenio Europeo para la Protección de los Vertebrados utilizados con Fines Experimentales y Otros Fines Científicos (Consejo de Europa No. 123, Estrasburgo , 1985).
Se obtuvieron ratones macho C57BL/6J de veinte semanas de edad de Janvier Saint Berthevin Cedex, Francia, y se les administró comida estándar ad libitum (Altromin 1324) y agua (~22°C) después de un ciclo de luz:oscuridad de 12:12 horas.temperatura ambiente.Se obtuvieron ratones DIO macho (20 semanas) del mismo proveedor y se les dio acceso ad libitum a una dieta rica en grasas al 45 % (n.º de catálogo D12451, Research Diet Inc., Nueva Jersey, EE. UU.) y agua en condiciones de cría.Los ratones se adaptaron al medio ambiente una semana antes del inicio del estudio.Dos días antes de la transferencia al sistema de calorimetría indirecta, se pesaron los ratones, se sometieron a una exploración por resonancia magnética (EchoMRITM, TX, EE. UU.) y se dividieron en cuatro grupos correspondientes al peso corporal, la grasa y el peso corporal normal.
En la Figura 8 se muestra un diagrama gráfico del diseño del estudio. Los ratones fueron transferidos a un sistema de calorimetría indirecta cerrado y con temperatura controlada en Sable Systems Internationals (Nevada, EE. UU.), que incluía monitores de calidad de alimentos y agua y un marco Promethion BZ1 que registraba niveles de actividad midiendo las roturas del haz.XYZ.Los ratones (n = 8) se alojaron individualmente a 22, 25, 27,5 o 30 °C utilizando ropa de cama pero sin refugio ni material para anidar en un ciclo de luz:oscuridad de 12:12 horas (luz: 06:00 a 18:00). .2500 ml/min.Los ratones se aclimataron durante 7 días antes del registro.Las grabaciones se recogieron cuatro días seguidos.Posteriormente, los ratones se mantuvieron a las temperaturas respectivas de 25, 27,5 y 30 °C durante 12 días adicionales, después de lo cual se agregaron los concentrados celulares como se describe a continuación.Mientras tanto, grupos de ratones mantenidos a 22°C se mantuvieron a esta temperatura durante dos días más (para recopilar nuevos datos de referencia), y luego la temperatura se incrementó en pasos de 2°C cada dos días al comienzo de la fase de luz ( 06:00) hasta alcanzar los 30 °C. Después de eso, la temperatura se bajó a 22 °C y se recogieron datos durante otros dos días.Después de dos días adicionales de registro a 22°C, se agregaron pieles a todas las células a todas las temperaturas y la recolección de datos comenzó el segundo día (día 17) y durante tres días.Después de eso (día 20), se añadió material de nidificación (8-10 g) a todas las células al comienzo del ciclo de luz (06:00) y se recogieron datos durante otros tres días.Así, al final del estudio, los ratones mantenidos a 22°C se mantuvieron a esta temperatura durante 21/33 días y a 22°C durante los últimos 8 días, mientras que los ratones a otras temperaturas se mantuvieron a esta temperatura durante 33 días./33 días.Los ratones fueron alimentados durante el período de estudio.
Los ratones de peso normal y DIO siguieron los mismos procedimientos del estudio.El día -9, se pesaron los ratones, se les realizó una resonancia magnética y se dividieron en grupos comparables en peso y composición corporal.El día -7, los ratones fueron transferidos a un sistema cerrado de calorimetría indirecta con temperatura controlada fabricado por SABLE Systems International (Nevada, EE. UU.).Los ratones se alojaron individualmente con ropa de cama pero sin materiales para hacer nidos o refugios.La temperatura se ajusta a 22, 25, 27,5 o 30 °C.Después de una semana de aclimatación (días -7 a 0, los animales no fueron molestados), se recogieron datos en cuatro días consecutivos (días 0-4, datos mostrados en las FIGS. 1, 2, 5).Posteriormente, los ratones mantenidos a 25, 27,5 y 30°C se mantuvieron en condiciones constantes hasta el día 17.Al mismo tiempo, la temperatura en el grupo de 22°C se incrementó a intervalos de 2°C cada dos días ajustando el ciclo de temperatura (06:00 h) al comienzo de la exposición a la luz (los datos se muestran en la Fig. 1). .El día 15, la temperatura bajó a 22°C y se recogieron datos durante dos días para proporcionar datos de referencia para tratamientos posteriores.Se agregaron pieles a todos los ratones el día 17 y se agregó material para anidar el día 20 (Fig. 5).El día 23, los ratones fueron pesados y sometidos a una resonancia magnética, y luego se los dejó solos durante 24 horas.El día 24, los ratones estuvieron en ayunas desde el inicio del fotoperíodo (06:00) y recibieron OGTT (2 g/kg) a las 12:00 (6-7 horas de ayuno).A partir de entonces, los ratones fueron devueltos a sus respectivas condiciones SABLE y sacrificados el segundo día (día 25).
Los ratones DIO (n = 8) siguieron el mismo protocolo que los ratones de peso normal (como se describe anteriormente y en la Figura 8).Los ratones mantuvieron un 45% de HFD durante todo el experimento de gasto de energía.
El VO2 y el VCO2, así como la presión del vapor de agua, se registraron a una frecuencia de 1 Hz con una constante de tiempo de celda de 2,5 min.La ingesta de alimentos y agua se recopiló mediante registro continuo (1 Hz) del peso de los cubos de comida y agua.El monitor de calidad utilizado informó una resolución de 0,002 g.Los niveles de actividad se registraron utilizando un monitor de haz 3D XYZ, los datos se recopilaron con una resolución interna de 240 Hz y se informaron cada segundo para cuantificar la distancia total recorrida (m) con una resolución espacial efectiva de 0,25 cm.Los datos se procesaron con Sable Systems Macro Interpreter v.2.41, calculando EE y RER y filtrando valores atípicos (p. ej., eventos de comida falsos).El intérprete de macros está configurado para generar datos para todos los parámetros cada cinco minutos.
Además de regular la EE, la temperatura ambiente también puede regular otros aspectos del metabolismo, incluido el metabolismo posprandial de la glucosa, al regular la secreción de hormonas que metabolizan la glucosa.Para probar esta hipótesis, finalmente completamos un estudio de temperatura corporal provocando ratones de peso normal con una carga de glucosa oral DIO (2 g/kg).Los métodos se describen en detalle en materiales adicionales.
Al final del estudio (día 25), los ratones se mantuvieron en ayunas durante 2 a 3 horas (a partir de las 06:00), se anestesiaron con isoflurano y se les sangró completamente mediante punción venosa retroorbitaria.La cuantificación de lípidos y hormonas plasmáticas y lípidos en el hígado se describe en Materiales complementarios.
Para investigar si la temperatura de la cáscara causa cambios intrínsecos en el tejido adiposo que afectan la lipólisis, se extirpó tejido adiposo inguinal y epididimal directamente de ratones después de la última etapa del sangrado.Los tejidos se procesaron utilizando el ensayo de lipólisis ex vivo recientemente desarrollado que se describe en Métodos complementarios.
Se recogió tejido adiposo pardo (BAT) el día del final del estudio y se procesó como se describe en los métodos complementarios.
Los datos se presentan como media ± SEM.Los gráficos se crearon en GraphPad Prism 9 (La Jolla, CA) y los gráficos se editaron en Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San José, CA).La significancia estadística se evaluó en GraphPad Prism y se probó mediante la prueba t pareada, ANOVA unidireccional/bidireccional de medidas repetidas seguida de la prueba de comparaciones múltiples de Tukey, o ANOVA unidireccional no pareada seguida de la prueba de comparaciones múltiples de Tukey, según fuera necesario.La distribución gaussiana de los datos fue validada mediante la prueba de normalidad de D'Agostino-Pearson antes de la prueba.El tamaño de la muestra se indica en el apartado correspondiente del apartado “Resultados”, así como en la leyenda.La repetición se define como cualquier medición realizada en el mismo animal (in vivo o en una muestra de tejido).En términos de reproducibilidad de los datos, se demostró una asociación entre el gasto de energía y la temperatura de la caja en cuatro estudios independientes en los que se utilizaron diferentes ratones con un diseño de estudio similar.
Los protocolos experimentales detallados, los materiales y los datos sin procesar están disponibles previa solicitud razonable del autor principal Rune E. Kuhre.Este estudio no generó nuevos reactivos únicos, líneas celulares/animales transgénicos ni datos de secuenciación.
Para obtener más información sobre el diseño del estudio, consulte el resumen del Nature Research Report vinculado a este artículo.
Todos los datos forman un gráfico.1-7 se depositaron en el repositorio de la base de datos Science, número de acceso: 1253.11.sciencedb.02284 o https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284.Los datos mostrados en ESM pueden enviarse a Rune E Kuhre después de pruebas razonables.
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Hora de publicación: 28 de octubre de 2022
