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La mayoría de los estudios metabólicos en ratones se realizan a temperatura ambiente, aunque en estas condiciones, a diferencia de los humanos, los ratones gastan mucha energía para mantener 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 con una dieta rica 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 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 la fisiopatología humanas y, a menudo, es el animal predeterminado que se utiliza en las primeras etapas del descubrimiento y desarrollo de fármacos.Sin embargo, los ratones se diferencian de los humanos en varias formas fisiológicas importantes, y aunque la escala alométrica se puede usar hasta cierto punto para traducir a los humanos, las grandes diferencias entre los ratones y los humanos radican 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 unas 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 total de energía (EE) en aproximadamente un 30 % para mantener la temperatura corporal central.A temperaturas más bajas, EE aumenta aún más en aproximadamente un 50 % y un 100 % a 15 y 7 °C en comparación con 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 (porque nuestra relación de área más baja entre superficies y volumen nos hace menos sensibles a temperatura, a medida que creamos una zona termoneutral (TNZ) a nuestro alrededor (EE por encima de la tasa metabólica basal) abarca ~19 a 30 °C6, mientras que los ratones tienen una banda más alta y más estrecha que abarca solo 2–4 °C7,8 De hecho, esta importante Este aspecto ha recibido una atención considerable 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 que constituye termoneutralidad en ratones.Por lo tanto, sigue siendo controvertido si la temperatura crítica más baja en el rango termoneutro en ratones de una sola rodilla está más cerca de los 25 °C o más cerca de los 30 °C4, 7, 8, 10, 12.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 los 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 necesita más investigación para determinar en qué medida la dieta puede influir en estos parámetros (los ratones DIO con una dieta alta 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 en los parámetros metabólicos antes mencionados en ratones machos adultos de peso normal y ratones machos obesos inducidos por dieta (DIO) en una dieta rica 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 un solo círculo 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 refugio/material de anidación).Sin embargo, mientras que los ratones de peso normal ajustaron su ingesta de alimentos de acuerdo con EE, la ingesta de alimentos de los ratones DIO fue en gran medida independiente de 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 EE entre ratones de peso normal y DIO requieren más estudio, pero pueden estar relacionadas con cambios fisiopatológicos en ratones DIO y el efecto de una dieta basada en el placer como resultado de una dieta obesa.
EE aumentó linealmente de 30 a 22 °C y fue aproximadamente un 30 % más alto 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 con la disminución de la temperatura (también ~30% más alta 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).-a).
Se alojaron ratones macho (C57BL/6J, 20 semanas de edad, alojamiento individual, n=7) en jaulas metabólicas a 22ºC durante una semana antes del inicio del estudio.Dos días después de la recolección de datos de fondo, la temperatura se elevó en incrementos de 2°C a las 06:00 horas por 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) se representa mediante un cuadro gris.a Gasto energético (kcal/h), b Gasto energético total a varias temperaturas (kcal/24 h), c Tasa de intercambio respiratorio (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d RER medio en fase de luz y oscuridad (VCO2 /VO2) (el valor cero se define como 0,7).e ingesta de alimentos acumulada (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 acumulada (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 significación estadística se probó mediante mediciones repetidas de ANOVA unidireccional seguido de la prueba de comparación múltiple de Tukey.Los asteriscos indican la importancia para el valor inicial de 22°C, el sombreado indica la 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 promedio para todo el período experimental (0-192 horas).n = 7.
Como en el caso de los ratones de peso normal, EE aumentó linealmente con la disminución de la temperatura y, en este caso, EE también fue aproximadamente un 30 % más alto a 22 °C en comparación con 30 °C (Fig. 2a,b).RER no cambió a diferentes temperaturas (Fig. 2c, d).En contraste con los ratones de peso normal, la ingesta de alimentos no fue consistente con 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).
Ratones DIO macho (C57BL/6J, 20 semanas) se alojaron individualmente en jaulas metabólicas a 22ºC durante una semana antes del comienzo del estudio.Los ratones pueden usar 45% HFD ad libitum.Después de la aclimatación durante dos días, se recogieron los datos de referencia.Posteriormente, la temperatura se elevó en incrementos de 2°C cada dos días a las 06:00 (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) se representa mediante un cuadro gris.a Gasto energético (kcal/h), b Gasto energético total a varias temperaturas (kcal/24 h), c Tasa de intercambio respiratorio (VCO2/VO2: 0,7–1,0), d RER medio en fase de luz y oscuridad (VCO2 /VO2) (el valor cero se define como 0,7).e ingesta de alimentos acumulada (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 acumulada (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 significación estadística se probó mediante mediciones repetidas de ANOVA unidireccional seguido de la prueba de comparación múltiple de Tukey.Los asteriscos indican la importancia para el valor inicial de 22°C, el sombreado indica la 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 promedio para todo el período experimental (0-192 horas).n = 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 temperatura determinada.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.La EE se ve significativamente afectada 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 se redujo un poco y no hubo diferencias entre los grupos restantes (Fig. 3f, g).La ingesta de alimentos paralela al patrón de 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 un máximo de 33 días no dio lugar a 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 un 15 % en comparación con puntajes autoinformados (Fig. 3n-s).3b, r, c)) y la masa grasa aumentó más de 2 veces (de ~1 g a 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 diversas 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 las 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 promedio para todo el período experimental (0-108 horas).n = 7.
Los ratones se equipararon en peso corporal, masa magra y masa grasa al inicio (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 significativamente afectadas 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 puntos de referencia respectivos, 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).En consonancia con el valor más bajo de EE 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 eran 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 diversas 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) en el día 23 en comparación con el día 9, Cambio en la masa grasa (g) en 23 días, grasa masa (g) en comparación con el día 8, el día 23 en comparación con el día -8.La significación estadística de las 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).n = 7.
Al igual que los humanos, los ratones suelen crear microambientes para reducir la pérdida de calor hacia el 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 el EE en aproximadamente un 4 %.La posterior adición de material de anidación redujo la EE en un 3–4% (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 anidación 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, EE disminuyó con el aumento de la temperatura, en este caso aproximadamente un 57% más bajo que EE a 30 ° C en comparación con 22 ° C (Fig. 5c-h).Se realizó el mismo análisis solo para la fase de luz, donde la EE estaba más cerca de la tasa metabólica basal, ya que en este caso los ratones descansaban principalmente en la piel, lo que resultó en tamaños de efecto comparables a diferentes temperaturas (Fig. 2a-h complementaria) .
Datos para ratones de refugio y material de anidación (azul oscuro), hogar pero sin material de anidación (azul claro) y material de casa y nido (naranja).Consumo de energía (EE, kcal/h) para las habitaciones a, c, eyg a 22, 25, 27,5 y 30 °C, b, d, fyh significa EE (kcal/h).Datos de ip para ratones alojados a 22 °C: i frecuencia respiratoria (RER, VCO2/VO2), j RER medio (VCO2/VO2), k ingesta de alimentos acumulada (g), l ingesta de alimentos promedio (g/24 h), m consumo total de agua (mL), n consumo medio de agua AUC (mL/24h), o actividad total (m), p nivel medio de actividad (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 las 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 promedio para todo el período experimental (0-72 horas).n = 7.
En ratones de peso normal (2-3 horas de ayuno), la crianza a diferentes temperaturas no resultó en diferencias significativas en las concentraciones plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, ALT y AST, pero sí 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 de glucosa en sangre basal (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 diferían 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 diferían entre sí). 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, 6k, l) сравнению с мышами, содержащимися 22, 25 y 27,5 ° C (которые не различались). 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).口服 葡萄糖 的 给 药 显着 增加 了 所有组 的 血糖 浓度 ， 但 在 30 ° C 饲养 的 小鼠组 中 ， 峰值 浓度 和 曲线 下 增加 面积 (iauc) (15-120 分钟) 均 较 低 （个 时间 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间 时间：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 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点 点点 点：P < 0.05–P < 0.0001，图6k，l）与饲养在22、25和27.5°C 的小鼠（彼此之间没有差异）相比。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 de tiempo).: 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).
Se muestran las concentraciones plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glicerol, leptina, insulina, péptido C y glucagón 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 muestras 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 de 5 a 6 horas y mantenidos a la temperatura adecuada durante 31 días.Los ratones se expusieron a 2 g/kg de peso corporal.Los datos del área bajo la curva (L) se expresan 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 de colesterol plasmático, HDL, ALT, AST y FFA no difirieron entre los grupos.Tanto los TG como el glicerol se elevaron significativamente en el grupo de 30 °C en comparación con el grupo de 22 °C (Figuras 7a-h).Por el contrario, 3 GB fue 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 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 se tomaron muestras fue menor que a 22 °C. C.ºCLos ratones criados a 30 °C se encontraban en un estado relativamente más negativo energéticamente.De acuerdo con esto, las concentraciones hepáticas de glicerol extraíble y TG, pero no de glucógeno y colesterol, fueron más altas en el grupo de 30 ° C (Fig. 3a-d complementaria).Para investigar si las diferencias en la lipólisis dependientes de la temperatura (medidas 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 la excreción de ácidos grasos libres. Vivo.y liberación de glicerol.En todos los grupos experimentales, las muestras de tejido adiposo de los depósitos inguinales y del epidídimo mostraron al menos un aumento del doble en la producción de glicerol y FFA en respuesta a la estimulación con isoproterenol (Fig. 4a-d complementaria).Sin embargo, no se encontró ningún efecto de la temperatura de la cubierta 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 su punto máximo en todos los grupos a una concentración de aproximadamente 18 mM 15 minutos después de la dosificación.No hubo diferencias significativas en iAUC (15-120 min) y concentraciones en diferentes puntos de tiempo después de la dosis (15, 30, 60, 90 y 120 min) (Figura 7n, o).
Se observaron concentraciones plasmáticas de TG, 3-HB, colesterol, HDL, ALT, AST, FFA, glicerol, leptina, insulina, péptido C, glucagón y FGF21 en ratones macho adultos DIO (ao) después de 33 días de alimentación.temperatura especificada.Los ratones no fueron alimentados 2-3 horas antes de la toma de muestras 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 de finalizar el estudio en ratones que se mantuvieron en ayunas durante 5-6 horas y se mantuvieron a la temperatura adecuada durante 31 días.Los datos del área bajo la curva (o) se muestran 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 los datos de roedores a humanos es un tema complejo 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 afectan 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 en qué medida la exposición prolongada a varias temperaturas relevantes (desde la temperatura ambiente hasta la termoneutral) afecta la homeostasis energética diferente de los ratones de peso normal (con comida) y los ratones DIO (con HFD) y los parámetros metabólicos, así como la medida a lo que pudieron equilibrar un aumento en EE con un aumento en la ingesta de alimentos.El estudio presentado en este artículo tiene como objetivo aportar algo de claridad a este tema.
Mostramos que en ratones adultos de peso normal y ratones DIO macho, EE está inversamente relacionado con la temperatura ambiente entre 22 y 30 ° C.Por lo tanto, 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 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 las temperaturas casi termoneutrales o a temperatura ambiente, el crecimiento a temperatura ambiente resultó en ratones DIO o de peso normal con una dieta rica en grasas pero no con una dieta de ratón de peso normal para ganar peso relativamente menor.cuerpo.Apoyado por otros estudios17,18,19,20,21 pero no por todos22,23.
Se supone 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 la ocultación redujeron la EE pero no resultaron en una neutralidad térmica hasta los 28 °C.Por lo tanto, nuestros datos no respaldan que el punto bajo de termoneutralidad en ratones adultos de una sola rodilla, con o sin casas enriquecidas ambientalmente, deba ser 26-28°C como se muestra8,12, pero sí respalda 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 reducción de calorías producción como resultado de la actividad y la termogénesis inducida por la dieta.Así, en la fase de luz, 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 superficial y el volumen es un determinante importante de la sensibilidad térmica, que afecta tanto a la disipación de calor (área superficial) como a la generación de calor (volumen).Además del área superficial, 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 mediante la creación de una barrera aislante alrededor de la capa corporal, y se ha sugerido que la masa grasa también es importante para el aislamiento térmico en ratones, ya que reduce el punto termoneutral y reduce la sensibilidad a la temperatura por debajo del punto térmico neutral ( 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 recopilaron 9 días antes de que se recopilaran los datos de gasto de energía y porque la masa grasa no se mantuvo estable durante todo el estudio.Sin embargo, dado que los ratones de peso normal y DIO tienen un EE un 30 % más bajo 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 el pelaje proporciona entre el 30 y el 50 % del aislamiento térmico total4,24.Sin embargo, en ratones muertos, la conductividad térmica aumentó en 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 de especie en el pelaje entre ratones y humanos, el pobre efecto aislante de la obesidad en ratones también puede estar influenciado por las siguientes consideraciones: El factor aislante de la masa grasa humana está mediado principalmente por la masa grasa subcutánea (grosor)26,27.Típicamente 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 la mejora del aislamiento térmico se compensa con el inevitable aumento del área de 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 diversas temperaturas durante casi 5 semanas, probablemente porque los ratones se encontraban en el mismo estado de equilibrio energético.tenían el mismo peso y composición corporal que al final del estudio.De acuerdo con la similitud en la masa grasa, tampoco hubo diferencias en los niveles de leptina en plasma, 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 aumentaban de 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 el cuerpo (3-GB) y una disminución en 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 Temperatura Los grupos son similares entre sí.Aunque no investigamos el tono simpático en el estudio actual, otros han encontrado que (basado en la frecuencia cardíaca y la presión arterial media) está relacionado linealmente con la temperatura ambiente en ratones y es aproximadamente más bajo a 30 °C que a 22 °C 20 % C Por lo tanto, las diferencias dependientes de la temperatura en el tono simpático 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 estimulador 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 de energía probablemente fueron el principal contribuyente a estas diferencias en 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 estudio.En general, sin embargo, la ingesta de alimentos está controlada por señales homeostáticas y hedónicas31,32,33.Aunque existe un debate sobre cuál de las dos señales es cuantitativamente más importante,31,32,33 es bien sabido que el consumo a largo plazo de alimentos ricos en grasas conduce a un comportamiento alimentario más basado en el placer que, en cierta medida, no está relacionado con homeostasis.– ingesta regulada de alimentos34,35,36.Por lo tanto, el aumento del comportamiento de alimentación hedónica 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 control de temperatura, pero no en los ratones de peso normal.En ratones DIO, los niveles de leptina en plasma 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 más estudio, pero en el caso de la leptina, el balance energético negativo relativo y, por lo tanto, la masa grasa más baja en ratones a 22 °C sin duda jugó un papel importante, ya que la masa grasa y la leptina plasmática son altamente correlacionado37.Sin embargo, la interpretación de la señal de 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 estaría en el grupo de 22 °C, que tenía las concentraciones de glucagón en plasma 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 la hiperglucagonemia posprandial y en ayunas 38,39 .Sin embargo, los ratones DIO en nuestro estudio también eran insensibles a la insulina, por lo que este tampoco podría ser el factor principal en el aumento de la señalización de glucagón en el grupo de 22 °C.El contenido de grasa en el hígado 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 el inicio de la defensa metabólica contra la hipotermia43,44.Por lo tanto, la concentración plasmática de T3, posiblemente controlada por mecanismos mediados centralmente,45,46 aumenta tanto en ratones como en humanos en condiciones menos que termoneutrales47, aunque el aumento en humanos es menor, que está más predispuesto a los ratones.Esto es consistente con la pérdida de calor al medio ambiente.No medimos las concentraciones de T3 en plasma 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 en los niveles de glucagón en plasma, ya que nosotros (actualizamos la Figura 5a) y otros hemos demostrado que La T3 aumenta el glucagón plasmático de forma dependiente de la dosis.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 estudio, pero la inducción de FGF21 impulsada por T3 debería ocurrir a niveles más altos de exposición a T3 en comparación con la respuesta de glucagón impulsada por T3 observada (Fig. 5b complementaria).
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, HFD no se asoció con tolerancia a la glucosa alterada o resistencia a la insulina cuando se cultivó en un ambiente termoneutro (definido aquí como 28 °C) 19 .En nuestro estudio, esta relación no se replicó en ratones DIO, pero los ratones de peso normal mantenidos a 30 °C mejoraron significativamente la tolerancia a la glucosa.La razón de esta diferencia requiere más estudio, 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 12-20 veces más altas que los ratones de peso normal.y en la sangre con el estómago vacío.concentraciones de glucosa de alrededor de 10 mM (alrededor de 6 mM con un 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 choque por frío, lo que puede afectar la absorción/eliminación de glucosa.Sin embargo, en base a 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 aumentar la temperatura ambiente puede atenuar algunas reacciones al estrés por frío, lo que puede cuestionar la transferibilidad de los datos del ratón a los humanos.Sin embargo, no está claro cuál es la temperatura óptima para que los ratones simulen la fisiología humana.La respuesta a esta pregunta también puede verse influenciada por el campo de estudio y el punto final que se está estudiando.Un ejemplo de ello es el efecto de la dieta sobre la acumulación de grasa hepática, la tolerancia a la glucosa y la resistencia a la insulina19.En términos de gasto de energía, algunos investigadores creen que la termoneutralidad es la temperatura óptima para la crianza, ya que los humanos requieren poca energía adicional para mantener su temperatura corporal central, y definen la temperatura de un solo regazo para ratones adultos como 30°C7,10.Otros investigadores creen que una temperatura comparable a la que los humanos experimentan típicamente 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, según los humanos, es más baja en unos 3 °C.su temperatura crítica inferior, 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 usaron tres grupos.Quizás la diferencia entre especies más importante a este respecto es la importancia cuantitativa de la actividad de BAT como defensa contra la hipotermia.Por lo tanto, mientras que los ratones compensaron en gran medida su mayor pérdida de calorías al aumentar la actividad de BAT, que es más del 60 % de EE a 5 °C solo,51,52 la contribución de la actividad de BAT humana a 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 de 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 la temperatura debe elevarse por encima de los 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 de BAT en el grupo de 22 °C porque Ucp1, Adrb2 y Vegf-a estaban regulados a la baja en el grupo de 22 °C.Queda por determinar la causa raíz de estos resultados inesperados.Una posibilidad es que su mayor expresión no refleje una señal de temperatura ambiente elevada, sino un efecto agudo de moverlos de 30 °C a 22 °C el día de la eliminación (los ratones experimentaron esto 5-10 minutos antes del despegue) .).
Una limitación general de nuestro estudio es que solo estudiamos ratones machos.Otra investigación sugiere que el género puede ser una consideración importante en nuestras indicaciones principales, ya que los ratones hembra de una sola rodilla son más sensibles a la temperatura debido a una mayor conductividad térmica y al mantenimiento de temperaturas centrales más estrictamente controladas.Además, los ratones hembra (en HFD) mostraron una mayor asociación de la ingesta de energía 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 los ratones hembra, el efecto del contenido subtermonetral es mayor, pero tiene el mismo patrón que en los ratones macho.En nuestro estudio, nos enfocamos en ratones machos de una sola rodilla, ya que estas son las condiciones bajo las cuales se realizan la mayoría de los estudios metabólicos que examinan 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 RER para los cambios dietéticos en varias composiciones de macronutrientes).en ratones machos y hembras 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 da como resultado proporciones similares de temperatura:EE en ratones DIO y de peso normal.Si bien la ingesta de alimentos de los ratones de peso normal fue consistente con la EE y, por lo tanto, mantuvo 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 ganaron más peso corporal.En general, los estudios sistemáticos que examinan la importancia potencial de vivir por debajo de las temperaturas termoneutrales están garantizados debido a la escasa tolerabilidad observada a menudo entre los estudios con ratones y humanos.Por ejemplo, en los estudios de obesidad, una explicación parcial de la traducibilidad generalmente más pobre puede deberse al hecho de que los estudios de pérdida de peso en murinos generalmente se realizan en animales moderadamente estresados por frío mantenidos a temperatura ambiente debido a su mayor 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 se activa a temperatura ambiente que a 30 °C.
De conformidad con la Ley de Experimentación Animal de Dinamarca (1987) y los Institutos Nacionales de Salud (Publicación No. 85-23) y la Convención Europea para la Protección de Vertebrados utilizados para Experimentación y Otros Fines Científicos (Consejo de Europa No. 123, Estrasburgo , 1985).
Se obtuvieron ratones C57BL/6J machos 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 % (Cat. No. D12451, Research Diet Inc., NJ, EE. UU.) y agua en condiciones de crianza.Los ratones se adaptaron al entorno una semana antes del inicio del estudio.Dos días antes de la transferencia al sistema de calorimetría indirecta, los ratones se pesaron, se sometieron a una 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 se transfirieron a un sistema de calorimetría indirecta cerrado y con control de temperatura 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– 18:00) .2500 ml/min.Los ratones se aclimataron durante 7 días antes del registro.Las grabaciones se recogieron cuatro días seguidos.A partir de entonces, los ratones se mantuvieron a las temperaturas respectivas de 25, 27,5 y 30 °C durante 12 días adicionales, después de lo cual se añadieron los concentrados de células como se describe a continuación.Mientras tanto, los grupos de ratones mantenidos a 22 °C se mantuvieron a esta temperatura durante dos días más (para recopilar nuevos datos de referencia), y luego se aumentó la temperatura en pasos de 2 °C cada dos días al comienzo de la fase de luz ( 06:00) hasta alcanzar los 30 °C. Posteriormente, se bajó la temperatura a 22 °C y se recogieron datos durante otros dos días.Después de dos días adicionales de registro a 22 °C, se añadieron pieles a todas las celdas a todas las temperaturas y la recopilación de datos comenzó el segundo día (día 17) y durante tres días.Después de eso (día 20), se agregó material de anidación (8-10 g) a todas las celdas al comienzo del ciclo de luz (06:00) y se recopilaron 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 de estudio.En el día -9, los ratones se pesaron, se escanearon por resonancia magnética y se dividieron en grupos comparables en peso corporal y composición corporal.El día -7, los ratones se transfirieron a un sistema cerrado de calorimetría indirecta controlada por temperatura fabricado por SABLE Systems International (Nevada, EE. UU.).Los ratones se alojaron individualmente con ropa de cama pero sin materiales de nido o refugio.La temperatura se ajusta a 22, 25, 27,5 o 30 °C.Después de una semana de aclimatación (días -7 a 0, no se molestó a los animales), se recogieron datos en cuatro días consecutivos (días 0-4, datos mostrados en las Figuras 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, se aumentó la temperatura en el grupo de 22 °C 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 descendió a 22°C y se recogieron dos días de datos para proporcionar datos de referencia para los tratamientos posteriores.Se añadieron pieles a todos los ratones el día 17 y material de anidación el día 20 (Fig. 5).El día 23, los ratones se pesaron y se sometieron a una resonancia magnética, y luego se dejaron solos durante 24 horas.El día 24, los ratones ayunaron desde el inicio del fotoperíodo (06:00) y recibieron OGTT (2 g/kg) a las 12:00 (6-7 horas de ayuno).Posteriormente, los ratones se devolvieron a sus respectivas condiciones SABLE y se sacrificaron 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 45% HFD durante todo el experimento de gasto de energía.
El VO2 y VCO2, así como la presión de 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 comida y agua se recolectó mediante un registro continuo (1 Hz) del peso de los cubos de comida y agua.El monitor de calidad utilizado reportó una resolución de 0.002 g.Los niveles de actividad se registraron utilizando un monitor de matriz de haz 3D XYZ, los datos se recopilaron a 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 los valores atípicos (p. ej., eventos de comidas falsas).El intérprete de macros está configurado para generar datos para todos los parámetros cada cinco minutos.
Además de regular EE, la temperatura ambiente también puede regular otros aspectos del metabolismo, incluido el metabolismo de la glucosa posprandial, al regular la secreción de hormonas metabolizadoras de 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 2-3 horas (a partir de las 06:00), se anestesiaron con isoflurano y se sangraron por completo mediante venopunción retroorbitaria.La cuantificación de lípidos plasmáticos y hormonas 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 directamente el tejido adiposo inguinal y epididimario de los ratones después de la última etapa de sangrado.Los tejidos se procesaron utilizando el ensayo de lipólisis ex vivo recientemente desarrollado descrito en Métodos complementarios.
El tejido adiposo pardo (BAT) se recolectó 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 Jose, CA).La significación estadística se evaluó en GraphPad Prism y se probó mediante la prueba t pareada, medidas repetidas ANOVA unidireccional/bidireccional seguidas de la prueba de comparaciones múltiples de Tukey, o ANOVA unidireccional no pareada seguida de la prueba de comparaciones múltiples de Tukey según sea necesario.La distribución gaussiana de los datos fue validada por 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 medida tomada en el mismo animal (in vivo o en una muestra de tejido).En cuanto a la reproducibilidad de los datos, se demostró una asociación entre el gasto de energía y la temperatura de la caja en cuatro estudios independientes que 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 Informe de investigación de Nature 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 que se muestran en ESM pueden enviarse a Rune E Kuhre después de una prueba razonable.
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Hora de publicación: 28-oct-2022