تظهر درجة حرارة الجسم أن مدخول الطاقة يعوض عن إنفاق الطاقة في ذكور الفئران ذات الوزن الطبيعي ، ولكن ليس بسبب النظام الغذائي.

شكرًا لك على زيارة Nature.com.إصدار المتصفح الذي تستخدمه لديه دعم محدود لـ CSS.للحصول على أفضل تجربة ، نوصي باستخدام مستعرض محدث (أو تعطيل وضع التوافق في Internet Explorer).في غضون ذلك ، لضمان استمرار الدعم ، سنعرض الموقع بدون أنماط وجافا سكريبت.
تُجرى معظم دراسات التمثيل الغذائي على الفئران في درجة حرارة الغرفة ، على الرغم من أنه في ظل هذه الظروف ، على عكس البشر ، تستهلك الفئران الكثير من الطاقة للحفاظ على درجة الحرارة الداخلية.هنا ، نصف الوزن الطبيعي والسمنة التي يسببها النظام الغذائي (DIO) في C57BL / 6J الفئران التي تغذت طعام تشاو أو 45 ٪ نظام غذائي عالي الدهون ، على التوالي.تم وضع الفئران لمدة 33 يومًا عند 22 و 25 و 27.5 و 30 درجة مئوية في نظام قياس حراري غير مباشر.نوضح أن إنفاق الطاقة يزداد خطيًا من 30 درجة مئوية إلى 22 درجة مئوية وهو أعلى بحوالي 30٪ عند 22 درجة مئوية في كلا طرازي الماوس.في الفئران ذات الوزن الطبيعي ، تناول الطعام يتعارض مع EE.على العكس من ذلك ، لم تقلل الفئران DIO من تناول الطعام عندما انخفض EE.وهكذا ، في نهاية الدراسة ، كان لدى الفئران عند درجة حرارة 30 درجة مئوية وزن جسم أعلى وكتلة دهنية وجلسرين في البلازما والدهون الثلاثية أعلى من الفئران عند 22 درجة مئوية.قد يكون عدم التوازن في الفئران DIO بسبب زيادة اتباع نظام غذائي قائم على المتعة.
الفأر هو النموذج الحيواني الأكثر استخدامًا لدراسة علم وظائف الأعضاء البشرية والفيزيولوجيا المرضية ، وغالبًا ما يكون الحيوان الافتراضي المستخدم في المراحل الأولى من اكتشاف الدواء وتطويره.ومع ذلك ، تختلف الفئران عن البشر في العديد من الطرق الفسيولوجية الهامة ، وبينما يمكن استخدام مقياس التباين إلى حد ما لترجمته إلى البشر ، تكمن الاختلافات الهائلة بين الفئران والبشر في التنظيم الحراري واستتباب الطاقة.هذا يدل على تناقض جوهري.متوسط ​​كتلة جسم الفئران البالغة أقل بألف مرة من متوسط ​​كتلة جسم البالغين (50 جم مقابل 50 كجم) ، وتختلف مساحة السطح إلى نسبة الكتلة بنحو 400 مرة بسبب التحويل الهندسي غير الخطي الذي وصفه مي .المعادلة 2. نتيجة لذلك ، تفقد الفئران حرارة أكبر بشكل ملحوظ بالنسبة إلى حجمها ، لذا فهي أكثر حساسية لدرجة الحرارة ، وأكثر عرضة لانخفاض درجة حرارة الجسم ، ولديها معدل استقلاب أساسي أعلى بعشر مرات من معدل الأيض لدى البشر.في درجة حرارة الغرفة القياسية (~ 22 درجة مئوية) ، يجب على الفئران زيادة إجمالي إنفاقها للطاقة (EE) بحوالي 30٪ للحفاظ على درجة حرارة الجسم الأساسية.في درجات الحرارة المنخفضة ، تزيد كفاءة الطاقة بشكل أكبر بحوالي 50٪ و 100٪ عند 15 و 7 درجة مئوية مقارنة بـ EE عند 22 درجة مئوية.وبالتالي ، فإن ظروف السكن القياسية تؤدي إلى استجابة الإجهاد البارد ، والتي يمكن أن تهدد قابلية نقل نتائج الفئران إلى البشر ، حيث يقضي البشر الذين يعيشون في المجتمعات الحديثة معظم وقتهم في ظروف متعادلة الحرارة (لأن أسطح نسبة المساحة المنخفضة لدينا إلى الحجم تجعلنا أقل حساسية تجاه درجة الحرارة ، عندما نخلق منطقة متعادلة حراريًا (TNZ) من حولنا. EE أعلى من معدل الأيض الأساسي) تمتد من 19 إلى 30 درجة مئوية ، بينما الفئران لديها نطاق أعلى وأضيق يمتد فقط من 2 إلى 4 درجات مئوية 7،8 في الواقع ، هذا مهم الجانب الذي حظي باهتمام كبير في السنوات الأخيرة 4 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10 ، 11 ، 12 وقد اقترح أن بعض "الاختلافات بين الأنواع" يمكن تخفيفها عن طريق زيادة درجة حرارة القشرة 9. ومع ذلك ، لا يوجد إجماع على مدى درجة الحرارة التي تشكل الحياد الحراري في الفئران.وبالتالي ، ما إذا كانت درجة الحرارة الحرجة المنخفضة في النطاق المحايد حراريًا في الفئران ذات الركبة الواحدة أقرب إلى 25 درجة مئوية أو أقرب إلى 30 درجة مئوية 4 ، 7 ، 8 ، 10 ، 12 يظل أمرًا مثيرًا للجدل.تم تقييد EE وغيرها من المعلمات الأيضية بساعات إلى أيام ، وبالتالي فإن المدى الذي يمكن أن يؤثر فيه التعرض المطول لدرجات حرارة مختلفة على معلمات التمثيل الغذائي مثل وزن الجسم غير واضح.الاستهلاك ، واستخدام الركيزة ، وتحمل الجلوكوز ، وتركيزات الدهون والجلوكوز في البلازما وهرمونات تنظيم الشهية.بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من البحث للتأكد إلى أي مدى قد يؤثر النظام الغذائي على هذه المعايير (قد تكون فئران DIO التي تتبع نظامًا غذائيًا عالي الدهون أكثر توجهاً نحو نظام غذائي قائم على المتعة (المتعة)).لتوفير مزيد من المعلومات حول هذا الموضوع ، قمنا بفحص تأثير درجة حرارة التربية على معايير التمثيل الغذائي المذكورة أعلاه في ذكور الفئران البالغة ذات الوزن الطبيعي وفئران ذكور السمنة التي يسببها النظام الغذائي على نظام غذائي يحتوي على نسبة عالية من الدهون بنسبة 45٪.تم الاحتفاظ بالفئران عند 22 أو 25 أو 27.5 أو 30 درجة مئوية لمدة ثلاثة أسابيع على الأقل.لم يتم دراسة درجات الحرارة التي تقل عن 22 درجة مئوية لأن السكن الحيواني القياسي نادرًا ما يكون أقل من درجة حرارة الغرفة.لقد وجدنا أن الفئران ذات الوزن الطبيعي والدائرة الواحدة DIO استجابت بالمثل للتغيرات في درجة حرارة العلبة من حيث EE وبغض النظر عن حالة العلبة (مع أو بدون مواد المأوى / التعشيش).ومع ذلك ، في حين أن الفئران ذات الوزن الطبيعي عدلت مدخولها الغذائي وفقًا لـ EE ، كان تناول الطعام لفئران DIO مستقلًا إلى حد كبير عن EE ، مما أدى إلى زيادة وزن الفئران.وفقًا لبيانات وزن الجسم ، أظهرت تركيزات البلازما للدهون وأجسام الكيتون أن فئران DIO عند 30 درجة مئوية لديها توازن طاقة إيجابي أكثر من الفئران عند 22 درجة مئوية.تتطلب الأسباب الكامنة وراء الاختلافات في توازن مدخول الطاقة و EE بين فئران الوزن الطبيعي وفئران DIO مزيدًا من الدراسة ، ولكنها قد تكون مرتبطة بالتغيرات الفيزيولوجية المرضية في الفئران DIO وتأثير اتباع نظام غذائي قائم على المتعة نتيجة لنظام غذائي للسمنة.
زاد EE خطيًا من 30 إلى 22 درجة مئوية وكان أعلى بحوالي 30٪ عند 22 درجة مئوية مقارنة بـ 30 درجة مئوية (الشكل 1 أ ، ب).كان معدل التبادل التنفسي (RER) مستقلاً عن درجة الحرارة (الشكل 1 ج ، د).كان تناول الطعام متسقًا مع ديناميكيات EE وزاد مع انخفاض درجة الحرارة (أيضًا أعلى بنسبة 30 ٪ عند 22 درجة مئوية مقارنة بـ 30 درجة مئوية (الشكل 1 هـ ، و). 1g). -to).
تم إيواء الفئران الذكور (C57BL / 6J ، 20 أسبوعًا ، السكن الفردي ، n = 7) في أقفاص أيضية عند 22 درجة مئوية لمدة أسبوع واحد قبل بدء الدراسة.بعد يومين من جمع بيانات الخلفية ، تم رفع درجة الحرارة بزيادات قدرها 2 درجة مئوية في الساعة 06:00 ساعة يوميًا (بداية مرحلة الإضاءة).يتم تقديم البيانات على أنها متوسط ​​± الخطأ المعياري للمتوسط ​​، ويتم تمثيل المرحلة المظلمة (18: 00–06: 00 ساعة) بمربع رمادي.أ إنفاق الطاقة (كيلو كالوري / ساعة) ، ب إجمالي إنفاق الطاقة في درجات حرارة مختلفة (كيلو كالوري / 24 ساعة) ، ج معدل الصرف التنفسي (VCO2 / VO2: 0.7-1.0) ، د متوسط ​​RER في طور الضوء والظلام (VCO2 / VO2) (يتم تعريف القيمة الصفرية على أنها 0.7).المدخول الغذائي التراكمي (بالجرام) ، إجمالي المدخول الغذائي لمدة 24 ساعة ، إجمالي مدخول المياه (مل) ، إجمالي مدخول الماء لمدة 24 ساعة ، مستوى النشاط التراكمي (م) ومستوى النشاط الكلي (م / 24 ساعة).).تم الاحتفاظ بالفئران في درجة الحرارة المحددة لمدة 48 ساعة.تشير البيانات المعروضة عن 24 و 26 و 28 و 30 درجة مئوية إلى آخر 24 ساعة من كل دورة.ظلت الفئران تتغذى طوال فترة الدراسة.تم اختبار الأهمية الإحصائية من خلال القياسات المتكررة لـ ANOVA أحادي الاتجاه متبوعًا باختبار Tukey للمقارنة المتعددة.تشير العلامات النجمية إلى أهمية القيمة الأولية البالغة 22 درجة مئوية ، ويشير التظليل إلى الأهمية بين المجموعات الأخرى كما هو محدد. * ف <0.05 ، ** ف <0.01 ، ** ف <0.001 ، **** ف <0.0001. * ف <0.05 ، ** ف <0.01 ، ** ف <0.001 ، **** ف <0.0001. * P <0،05، ** P <0،01، ** P <0،001، **** P <0،0001. * ف <0.05 ، ** ف <0.01 ، ** ف <0.001 ، **** ف <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. * ف <0.05 ، ** ف <0.01 ، ** ف <0.001 ، **** ف <0.0001.تم حساب متوسط ​​القيم لكامل الفترة التجريبية (0-192 ساعة).ن = 7.
كما في حالة الفئران ذات الوزن الطبيعي ، زادت EE خطيًا مع انخفاض درجة الحرارة ، وفي هذه الحالة ، كان EE أيضًا أعلى بنسبة 30 ٪ عند 22 درجة مئوية مقارنة بـ 30 درجة مئوية (الشكل 2 أ ، ب).لم يتغير RER عند درجات حرارة مختلفة (الشكل 2 ج ، د).على عكس الفئران ذات الوزن الطبيعي ، لم يكن تناول الطعام متسقًا مع EE كدالة في درجة حرارة الغرفة.كان تناول الطعام ، وكمية الماء ، ومستوى النشاط مستقلة عن درجة الحرارة (الشكلان 2 هـ-ي).
تم إيواء الفئران الذكور (C57BL / 6J ، 20 أسبوعًا) بشكل فردي في أقفاص استقلابية عند 22 درجة مئوية لمدة أسبوع واحد قبل بدء الدراسة.يمكن للفئران استخدام 45٪ HFD الإعلانية.بعد التأقلم لمدة يومين ، تم جمع البيانات الأساسية.بعد ذلك ، تم رفع درجة الحرارة بزيادات قدرها 2 درجة مئوية كل يوم في الساعة 06:00 (بداية مرحلة الضوء).يتم تقديم البيانات على أنها متوسط ​​± الخطأ المعياري للمتوسط ​​، ويتم تمثيل المرحلة المظلمة (18: 00–06: 00 ساعة) بمربع رمادي.أ إنفاق الطاقة (كيلو كالوري / ساعة) ، ب إجمالي إنفاق الطاقة في درجات حرارة مختلفة (كيلو كالوري / 24 ساعة) ، ج معدل الصرف التنفسي (VCO2 / VO2: 0.7-1.0) ، د متوسط ​​RER في طور الضوء والظلام (VCO2 / VO2) (يتم تعريف القيمة الصفرية على أنها 0.7).المدخول الغذائي التراكمي (بالجرام) ، إجمالي المدخول الغذائي لمدة 24 ساعة ، إجمالي مدخول المياه (مل) ، إجمالي مدخول الماء لمدة 24 ساعة ، مستوى النشاط التراكمي (م) ومستوى النشاط الكلي (م / 24 ساعة).).تم الاحتفاظ بالفئران في درجة الحرارة المحددة لمدة 48 ساعة.تشير البيانات المعروضة عن 24 و 26 و 28 و 30 درجة مئوية إلى آخر 24 ساعة من كل دورة.تم الحفاظ على الفئران عند 45٪ HFD حتى نهاية الدراسة.تم اختبار الأهمية الإحصائية من خلال القياسات المتكررة لـ ANOVA أحادي الاتجاه متبوعًا باختبار Tukey للمقارنة المتعددة.تشير العلامات النجمية إلى أهمية القيمة الأولية البالغة 22 درجة مئوية ، ويشير التظليل إلى الأهمية بين المجموعات الأخرى كما هو محدد. * ف <0.05 ، *** ف <0.001 ، **** ف <0.0001. * ف <0.05 ، *** ف <0.001 ، **** ف <0.0001. * Р <0،05، *** Р <0،001، **** Р <0،0001. * ف <0.05 ، *** ف <0.001 ، **** ف <0.0001. * ف <0.05 ， *** ف <0.001 ， **** ف <0.0001。 * ف <0.05 ， *** ف <0.001 ， **** ف <0.0001。 * Р <0،05، *** Р <0،001، **** Р <0،0001. * ف <0.05 ، *** ف <0.001 ، **** ف <0.0001.تم حساب متوسط ​​القيم لكامل الفترة التجريبية (0-192 ساعة).ن = 7.
في سلسلة أخرى من التجارب ، قمنا بفحص تأثير درجة الحرارة المحيطة على نفس المعلمات ، ولكن هذه المرة بين مجموعات الفئران التي تم الاحتفاظ بها باستمرار عند درجة حرارة معينة.تم تقسيم الفئران إلى أربع مجموعات لتقليل التغيرات الإحصائية في المتوسط ​​والانحراف المعياري لوزن الجسم والدهون ووزن الجسم الطبيعي (الشكل 3 أ-ج).بعد 7 أيام من التأقلم ، تم تسجيل 4.5 أيام من EE.تتأثر EE بشكل كبير بدرجة الحرارة المحيطة خلال ساعات النهار والليل (الشكل 3 د) ، وتزداد خطيًا مع انخفاض درجة الحرارة من 27.5 درجة مئوية إلى 22 درجة مئوية (الشكل 3 هـ).مقارنةً بالمجموعات الأخرى ، تم تقليل معدل RER لمجموعة 25 درجة مئوية إلى حد ما ، ولم تكن هناك فروق بين المجموعات المتبقية (الشكل 3f ، g).زاد تناول الطعام الموازي لنمط EE بحوالي 30٪ عند 22 درجة مئوية مقارنة بـ 30 درجة مئوية (الشكل 3 ح ، ط).لم يختلف استهلاك المياه ومستويات النشاط بشكل كبير بين المجموعات (الشكل 3 ي ، ك).لم يؤد التعرض لدرجات حرارة مختلفة لمدة تصل إلى 33 يومًا إلى اختلافات في وزن الجسم والكتلة الخالية من الدهون وكتلة الدهون بين المجموعات (الشكل 3n-s) ، ولكنه أدى إلى انخفاض في كتلة الجسم النحيل بنسبة 15٪ تقريبًا مقارنةً بـ عشرات المبلغ عنها ذاتيًا (الشكل 3n-s).3 ب ، ص ، ج)) وزادت كتلة الدهون بأكثر من مرتين (من ~ 1 جم إلى 2-3 جم ، الشكل 3 ج ، تي ، ج).لسوء الحظ ، تحتوي خزانة 30 درجة مئوية على أخطاء في المعايرة ولا يمكنها توفير بيانات EE و RER دقيقة.
- وزن الجسم (أ) والكتلة الخالية من الدهون (ب) وكتلة الدهون (ج) بعد 8 أيام (قبل يوم واحد من النقل إلى نظام SABLE).د استهلاك الطاقة (كيلو كالوري / ساعة).هـ متوسط ​​استهلاك الطاقة (0-108 ساعات) في درجات حرارة مختلفة (كيلو كالوري / 24 ساعة).و نسبة التبادل التنفسي (RER) (VCO2 / VO2).g يعني RER (VCO2 / VO2).(ح) إجمالي المدخول الغذائي (ز).أنا يعني تناول الطعام (جم / 24 ساعة).ي إجمالي استهلاك المياه (مل).ك متوسط ​​استهلاك الماء (مل / 24 ساعة).ل مستوى النشاط التراكمي (م).م متوسط ​​مستوى النشاط (م / 24 ساعة).ن وزن الجسم في اليوم الثامن عشر ، o التغير في وزن الجسم (من -8 إلى اليوم الثامن عشر) ، الكتلة الخالية من الدهون في اليوم الثامن عشر ، التغيير في الكتلة الخالية من الدهون (من -8 إلى اليوم الثامن عشر) ، كتلة الدهون في اليوم 18 ، والتغير في كتلة الدهون (من -8 إلى 18 يومًا).تم اختبار الأهمية الإحصائية للتدابير المتكررة بواسطة Oneway-ANOVA متبوعًا باختبار Tukey للمقارنة المتعددة. * 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.يتم تقديم البيانات على أنها متوسط ​​+ خطأ معياري للمتوسط ​​، يتم تمثيل المرحلة المظلمة (18: 00-06: 00 ساعة) بواسطة مربعات رمادية.تمثل النقاط الموجودة على الرسوم البيانية الفئران الفردية.تم حساب متوسط ​​القيم لكامل الفترة التجريبية (0-108 ساعة).ن = 7.
تمت مطابقة الفئران في وزن الجسم والكتلة الخالية من الدهون وكتلة الدهون عند خط الأساس (الأشكال 4 أ-ج) وتم الحفاظ عليها عند 22 و 25 و 27.5 و 30 درجة مئوية كما هو الحال في الدراسات التي أجريت على الفئران ذات الوزن الطبيعي..عند مقارنة مجموعات الفئران ، أظهرت العلاقة بين EE ودرجة الحرارة علاقة خطية مماثلة مع درجة الحرارة بمرور الوقت في نفس الفئران.وهكذا ، استهلكت الفئران عند درجة حرارة 22 درجة مئوية طاقة أكثر بحوالي 30٪ من الفئران المحفوظة عند 30 درجة مئوية (الشكل 4 د ، هـ).عند دراسة التأثيرات على الحيوانات ، لم تؤثر درجة الحرارة دائمًا على RER (الشكل 4f ، g).لم يتأثر تناول الطعام والماء والنشاط معنويا بدرجة الحرارة (الشكلان 4 س - م).بعد 33 يومًا من التربية ، كان وزن جسم الفئران عند 30 درجة مئوية أعلى بكثير من الفئران عند 22 درجة مئوية (الشكل 4 ن).مقارنة بالنقاط الأساسية الخاصة بكل منها ، كان لدى الفئران التي تمت تربيتها عند 30 درجة مئوية أوزان جسم أعلى بكثير من الفئران التي تمت تربيتها عند 22 درجة مئوية (يعني ± الخطأ المعياري للمتوسط: الشكل 4 درجات).كانت زيادة الوزن المرتفعة نسبيًا ناتجة عن زيادة كتلة الدهون (الشكل 4p ، q) بدلاً من زيادة الكتلة الخالية من الدهون (الشكل 4r ، s).تمشيا مع قيمة EE المنخفضة عند 30 درجة مئوية ، تم تقليل التعبير عن العديد من جينات BAT التي تزيد من وظيفة / نشاط BAT عند 30 درجة مئوية مقارنة بـ 22 درجة مئوية: Adra1a و Adrb3 و Prdm16.لم تتأثر الجينات الرئيسية الأخرى التي تزيد أيضًا من وظيفة / نشاط أفضل التقنيات المتاحة: Sema3a (تنظيم نمو النوريت) ، Tfam (التكوين الحيوي للميتوكوندريا) ، Adrb1 ، Adra2a ، Pck1 (استحداث السكر) و Cpt1a.من المثير للدهشة أن Ucp1 و Vegf-a ، المرتبطان بزيادة النشاط الحراري ، لم ينخفض ​​في مجموعة 30 درجة مئوية.في الواقع ، كانت مستويات Ucp1 في ثلاثة فئران أعلى مما كانت عليه في مجموعة 22 درجة مئوية ، وكانت Vegf-a و Adrb2 مرتفعة بشكل ملحوظ.مقارنة بمجموعة 22 درجة مئوية ، لم تظهر الفئران التي تم الحفاظ عليها عند 25 درجة مئوية و 27.5 درجة مئوية أي تغيير (الشكل التكميلي 1).
- وزن الجسم (أ) والكتلة الخالية من الدهون (ب) وكتلة الدهون (ج) بعد 9 أيام (قبل يوم واحد من النقل إلى نظام SABLE).د استهلاك الطاقة (EE ، kcal / h).ه متوسط ​​استهلاك الطاقة (0-96 ساعة) في درجات حرارة مختلفة (كيلو كالوري / 24 ساعة).و نسبة التبادل التنفسي (RER ، VCO2 / VO2).g يعني RER (VCO2 / VO2).(ح) إجمالي المدخول الغذائي (ز).أنا يعني تناول الطعام (جم / 24 ساعة).ي إجمالي استهلاك المياه (مل).ك متوسط ​​استهلاك الماء (مل / 24 ساعة).ل مستوى النشاط التراكمي (م).م متوسط ​​مستوى النشاط (م / 24 ساعة).وزن الجسم في اليوم 23 (ز) ، o التغير في وزن الجسم ، p الكتلة الخالية من الدهون ، q التغيير في الكتلة الخالية من الدهون (جم) في اليوم 23 مقارنة باليوم 9 ، التغير في كتلة الدهون (جم) في 23 يومًا ، الدهون الكتلة (ز) مقارنة باليوم الثامن واليوم الثالث والعشرين مقارنة باليوم الثامن.تم اختبار الأهمية الإحصائية للتدابير المتكررة بواسطة Oneway-ANOVA متبوعًا باختبار Tukey للمقارنة المتعددة. * ف <0.05 ، *** ف <0.001 ، **** ف <0.0001. * ف <0.05 ، *** ف <0.001 ، **** ف <0.0001. * Р <0،05، *** Р <0،001، **** Р <0،0001. * ف <0.05 ، *** ف <0.001 ، **** ف <0.0001. * ف <0.05 ， *** ف <0.001 ， **** ف <0.0001。 * ف <0.05 ， *** ف <0.001 ， **** ف <0.0001。 * Р <0،05، *** Р <0،001، **** Р <0،0001. * ف <0.05 ، *** ف <0.001 ، **** ف <0.0001.يتم تقديم البيانات على أنها متوسط ​​+ خطأ معياري للمتوسط ​​، يتم تمثيل المرحلة المظلمة (18: 00-06: 00 ساعة) بواسطة مربعات رمادية.تمثل النقاط الموجودة على الرسوم البيانية الفئران الفردية.تم حساب القيم المتوسطة لكامل الفترة التجريبية (0-96 ساعة).ن = 7.
مثل البشر ، غالبًا ما تخلق الفئران بيئات ميكروية لتقليل فقد الحرارة في البيئة.لتقدير أهمية هذه البيئة لكفاءة الطاقة ، قمنا بتقييم كفاءة الطاقة عند 22 و 25 و 27.5 و 30 درجة مئوية ، مع أو بدون واقيات جلدية ومواد تعشيش.عند درجة حرارة 22 درجة مئوية ، تؤدي إضافة الجلود القياسية إلى تقليل كفاءة الطاقة بحوالي 4٪.أدت الإضافة اللاحقة لمواد التعشيش إلى تقليل كفاءة الطاقة بنسبة 3-4٪ (الشكل 5 أ ، ب).لم يلاحظ أي تغيرات مهمة في معدل النمو السكاني أو تناول الطعام أو تناول الماء أو مستويات النشاط مع إضافة المنازل أو الجلود + الفراش (الشكل 5i-p).أدت إضافة الجلد ومواد التعشيش أيضًا إلى انخفاض كبير في كفاءة الطاقة عند 25 و 30 درجة مئوية ، لكن الاستجابات كانت أصغر من الناحية الكمية.عند 27.5 درجة مئوية لم يلاحظ أي فرق.بشكل ملحوظ ، في هذه التجارب ، انخفض EE مع زيادة درجة الحرارة ، في هذه الحالة حوالي 57 ٪ أقل من EE عند 30 درجة مئوية مقارنة بـ 22 درجة مئوية (الشكل 5 ج - ح).تم إجراء نفس التحليل فقط لمرحلة الضوء ، حيث كان EE أقرب إلى معدل الأيض الأساسي ، لأنه في هذه الحالة استقرت الفئران في الغالب في الجلد ، مما أدى إلى أحجام تأثير مماثلة عند درجات حرارة مختلفة (الشكل التكميلي 2 أ-ح) .
بيانات الفئران من المأوى ومواد التعشيش (الأزرق الداكن) ، والمنزل ولكن بدون مواد التعشيش (الأزرق الفاتح) ، والمواد المنزلية والعش (البرتقالية).استهلاك الطاقة (EE ، kcal / h) للغرف a و c و e و g عند 22 و 25 و 27.5 و 30 درجة مئوية و b و d و f و h يعني EE (kcal / h).ip بيانات الفئران الموجودة عند 22 درجة مئوية: i معدل التنفس (RER ، VCO2 / VO2) ، j يعني RER (VCO2 / VO2) ، k المدخول الغذائي التراكمي (g) ، متوسط ​​تناول الطعام (جم / 24 ساعة) ، م إجمالي مدخول المياه (مل) ، متوسط ​​استهلاك الماء بالجامعة الأمريكية (مل / 24 ساعة) ، o النشاط الكلي (م) ، متوسط ​​مستوى النشاط (م / 24 ساعة).يتم تقديم البيانات على أنها متوسط ​​+ خطأ معياري للمتوسط ​​، يتم تمثيل المرحلة المظلمة (18: 00-06: 00 ساعة) بواسطة مربعات رمادية.تمثل النقاط الموجودة على الرسوم البيانية الفئران الفردية.تم اختبار الأهمية الإحصائية للتدابير المتكررة بواسطة Oneway-ANOVA متبوعًا باختبار Tukey للمقارنة المتعددة. * ف <0.05 ، ** ف <0.01. * ف <0.05 ، ** ف <0.01. * Р <0،05، ** Р <0،01. * ف <0.05 ، ** ف <0.01. * ف <0.05 ， ** ف <0.01。 * ف <0.05 ， ** ف <0.01。 * Р <0،05، ** Р <0،01. * ف <0.05 ، ** ف <0.01.تم حساب متوسط ​​القيم لكامل الفترة التجريبية (0-72 ساعة).ن = 7.
في الفئران ذات الوزن الطبيعي (2-3 ساعات من الصيام) ، لم ينتج عن التربية في درجات حرارة مختلفة اختلافات كبيرة في تركيزات البلازما من TG و 3-HB والكوليسترول و ALT و AST ، ولكن HDL كدالة لدرجة الحرارة.الشكل 6 أ-هـ).كما لم تختلف تركيزات اللبتين والأنسولين والببتيد C والجلوكاجون في بلازما الصيام بين المجموعات (الأشكال 6g-j).في يوم اختبار تحمل الجلوكوز (بعد 31 يومًا بدرجات حرارة مختلفة) ، كان مستوى جلوكوز الدم الأساسي (5-6 ساعات من الصيام) حوالي 6.5 ملم ، مع عدم وجود فرق بين المجموعتين. أدى إعطاء الجلوكوز عن طريق الفم إلى زيادة تركيزات الجلوكوز في الدم بشكل ملحوظ في جميع المجموعات ، ولكن كلا من ذروة التركيز والمساحة الإضافية تحت المنحنيات (iAUCs) (15-120 دقيقة) كانت أقل في مجموعة الفئران الموجودة عند 30 درجة مئوية (النقاط الزمنية الفردية: P <0.05 – P <0.0001 ، الشكل 6 ك ، ل) مقارنة بالفئران الموجودة عند 22 و 25 و 27.5 درجة مئوية (والتي لم تختلف فيما بينها). أدى إعطاء الجلوكوز عن طريق الفم إلى زيادة تركيزات الجلوكوز في الدم بشكل ملحوظ في جميع المجموعات ، ولكن كلا من ذروة التركيز والمساحة الإضافية تحت المنحنيات (iAUCs) (15-120 دقيقة) كانت أقل في مجموعة الفئران الموجودة عند 30 درجة مئوية (النقاط الزمنية الفردية: P <0.05 – P <0.0001 ، الشكل 6 ك ، ل) مقارنة بالفئران الموجودة عند 22 و 25 و 27.5 درجة مئوية (والتي لم تختلف فيما بينها). Пероральное введение глюкозы значительно повышало концентрацию глюкозы в крови во всех группах, но как пиковая концентрация, так и площадь приращения под кривыми (iAUC) (15–120 мин) были ниже в группе мышей, содержащихся при 30 °C (отдельные временные точки: P <0،05 – P <0،0001، рис. 6k، l) по сравнению с мышами، содержащимися при 22، 25 и 27،5 ° C (которые не различосил) أدى تناول الجلوكوز عن طريق الفم إلى زيادة كبيرة في تركيزات الجلوكوز في الدم في جميع المجموعات ، ولكن كلا من ذروة التركيز والمساحة الإضافية تحت المنحنيات (iAUC) (15-120 دقيقة) كانت أقل في مجموعة الفئران 30 درجة مئوية (نقاط زمنية منفصلة: P <0.05– P <0.0001 ، الشكل 6 ك ، ل) مقارنة بالفئران المحفوظة عند 22 و 25 و 27.5 درجة مئوية (والتي لم تختلف عن بعضها البعض).口服 葡萄糖 的 给药 显 着 增加 了 所有 组 的 血糖 浓度 ， 但 在 30 درجة مئوية 饲养 的 小鼠 组 ， 峰值 浓度 ​​和 曲线 下 增加 面积 (iAUC) (15-120 分钟) 均 较低 （各个 时间 点： P <0.05 – P <0.0001 ， 图 6k ， l） 与 饲养 在 22、25 和 27.5 ° C 的 小鼠 （彼此 之间 没有 差异） 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 درجة مئوية 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。أدى تناول الجلوكوز عن طريق الفم إلى زيادة كبيرة في تركيزات الجلوكوز في الدم في جميع المجموعات ، ولكن كان كل من ذروة التركيز والمنطقة الواقعة تحت المنحنى (iAUC) (15-120 دقيقة) أقل في مجموعة الفئران التي تمت تغذيتها بـ 30 درجة مئوية (جميع النقاط الزمنية).: P <0،05 – P <0،0001، рис. : P <0.05 – P <0.0001، Fig.6 لتر ، ل) مقارنة بالفئران المحفوظة عند 22 و 25 و 27.5 درجة مئوية (لا فرق عن بعضها البعض).
تظهر تركيزات البلازما من TG ، 3-HB ، الكولسترول ، HDL ، ALT ، AST ، FFA ، الجلسرين ، الليبتين ، الأنسولين ، الببتيد C ، والجلوكاجون في ذكور الفئران البالغة DIO (al) بعد 33 يومًا من التغذية عند درجة الحرارة المحددة .لم يتم تغذية الفئران قبل 2-3 ساعات من أخذ عينات الدم.كان الاستثناء هو اختبار تحمل الجلوكوز الفموي ، والذي تم إجراؤه قبل يومين من نهاية الدراسة على الفئران التي صامت لمدة 5-6 ساعات وحافظت على درجة الحرارة المناسبة لمدة 31 يومًا.تم تحدي الفئران بوزن 2 جم / كجم.يتم التعبير عن المنطقة الواقعة أسفل بيانات المنحنى (L) على أنها بيانات إضافية (iAUC).يتم تقديم البيانات على أنها تعني ± SEM.تمثل النقاط عينات فردية. * ف <0.05 ، ** ف <0.01 ، ** ف <0.001 ، **** ف <0.0001 ، ن = 7. * ف <0.05 ، ** ف <0.01 ، ** ف <0.001 ، **** ف <0.0001 ، ن = 7. * P <0،05، ** P <0،01، ** P <0،001، **** P <0،0001، n = 7. * ف <0.05 ، ** ف <0.01 ، ** ف <0.001 ، **** ف <0.0001 ، ن = 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. * ف <0.05 ، ** ف <0.01 ، ** ف <0.001 ، **** ف <0.0001 ، ن = 7.
في الفئران DIO (صام أيضًا لمدة 2-3 ساعات) ، لم تختلف تركيزات الكوليسترول في البلازما و HDL و ALT و AST و FFA بين المجموعات.تم رفع كل من TG والجلسرين بشكل ملحوظ في مجموعة 30 درجة مئوية مقارنة بمجموعة 22 درجة مئوية (الأشكال 7 أ - ح).في المقابل ، كانت 3 جيجا بايت أقل بنحو 25٪ عند 30 درجة مئوية مقارنة بـ 22 درجة مئوية (الشكل 7 ب).وهكذا ، على الرغم من أن الفئران التي تم الحفاظ عليها عند 22 درجة مئوية كان لديها توازن طاقة إيجابي إجمالي ، كما هو مقترح من خلال زيادة الوزن ، فإن الاختلافات في تركيزات البلازما من TG ، والجلسرين ، و 3-HB تشير إلى أن الفئران عند 22 درجة مئوية عندما كان أخذ العينات أقل من 22 درجة. ج.درجة مئوية.كانت الفئران التي تمت تربيتها عند 30 درجة مئوية في حالة سلبية أكثر نسبيًا من حيث الطاقة.تمشيا مع هذا ، كانت تركيزات الكبد من الجلسرين القابل للاستخراج و TG ، ولكن ليس الجليكوجين والكوليسترول ، أعلى في مجموعة 30 درجة مئوية (الشكل التكميلي 3 أ-د).للتحقق مما إذا كانت الاختلافات المعتمدة على درجة الحرارة في تحلل الدهون (كما تم قياسها بواسطة البلازما TG والجلسرين) ناتجة عن تغيرات داخلية في الدهون البربخية أو الأربية ، استخرجنا الأنسجة الدهنية من هذه المخازن في نهاية الدراسة وكمية الأحماض الدهنية الحرة. فيفو.وإطلاق الجلسرين.في جميع المجموعات التجريبية ، أظهرت عينات الأنسجة الدهنية من مستودعات البربخ والأربية زيادة مضاعفة على الأقل في إنتاج الجلسرين و FFA استجابة لتحفيز الأيزوبروتيرينول (الشكل التكميلي 4 أ-د).ومع ذلك ، لم يتم العثور على أي تأثير لدرجة حرارة القشرة على تحلل الدهون القاعدي أو الذي يحفزه الأيزوبروتيرينول.تمشيا مع ارتفاع وزن الجسم وكتلة الدهون ، كانت مستويات اللبتين في البلازما أعلى بكثير في مجموعة 30 درجة مئوية مقارنة بالمجموعة 22 درجة مئوية (الشكل 7 ط).على العكس من ذلك ، لم تختلف مستويات الأنسولين والببتيد C في البلازما بين مجموعات درجات الحرارة (الشكل 7 ك ، ك) ، لكن غلوكاغون البلازما أظهر اعتمادًا على درجة الحرارة ، ولكن في هذه الحالة تمت مقارنة ما يقرب من 22 درجة مئوية في المجموعة المعاكسة. إلى 30 درجة مئوية.من.المجموعة ج (الشكل 7 ل).لم يختلف FGF21 بين مجموعات درجات الحرارة المختلفة (الشكل 7 م).في يوم OGTT ، كان مستوى جلوكوز الدم الأساسي حوالي 10 ملي مولار ولم يختلف بين الفئران الموجودة في درجات حرارة مختلفة (الشكل 7 ن).أدى تناول الجلوكوز عن طريق الفم إلى زيادة مستويات الجلوكوز في الدم وبلغ ذروته في جميع المجموعات عند تركيز حوالي 18 ملم بعد 15 دقيقة من الجرعات.لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في iAUC (15-120 دقيقة) والتركيزات في نقاط زمنية مختلفة بعد الجرعة (15 ، 30 ، 60 ، 90 و 120 دقيقة) (الشكل 7 ن ، س).
تم عرض تركيزات البلازما من TG ، 3-HB ، الكولسترول ، HDL ، ALT ، AST ، FFA ، الجلسرين ، الليبتين ، الأنسولين ، C-peptide ، الجلوكاجون ، و FGF21 في ذكور الفئران البالغة DIO (ao) بعد 33 يومًا من التغذية.درجة الحرارة المحددة.لم يتم تغذية الفئران قبل 2-3 ساعات من أخذ عينات الدم.كان اختبار تحمل الجلوكوز الفموي استثناءً لأنه تم إجراؤه بجرعة 2 جم / كجم من وزن الجسم قبل يومين من نهاية الدراسة في الفئران التي صامت لمدة 5-6 ساعات وتم الاحتفاظ بها عند درجة الحرارة المناسبة لمدة 31 يومًا.تظهر المنطقة الواقعة أسفل بيانات المنحنى (o) كبيانات إضافية (iAUC).يتم تقديم البيانات على أنها تعني ± SEM.تمثل النقاط عينات فردية. * ف <0.05 ، ** ف <0.01 ، ** ف <0.001 ، **** ف <0.0001 ، ن = 7. * ف <0.05 ، ** ف <0.01 ، ** ف <0.001 ، **** ف <0.0001 ، ن = 7. * P <0،05، ** P <0،01، ** P <0،001، **** P <0،0001، n = 7. * ف <0.05 ، ** ف <0.01 ، ** ف <0.001 ، **** ف <0.0001 ، ن = 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. * ف <0.05 ، ** ف <0.01 ، ** ف <0.001 ، **** ف <0.0001 ، ن = 7.
تعد قابلية نقل بيانات القوارض إلى البشر قضية معقدة تلعب دورًا رئيسيًا في تفسير أهمية الملاحظات في سياق البحث الفسيولوجي والدوائي.لأسباب اقتصادية ولتيسير البحث ، غالبًا ما يتم الاحتفاظ بالفئران في درجة حرارة الغرفة أقل من منطقتها المحايدة حراريًا ، مما يؤدي إلى تنشيط مختلف الأنظمة الفسيولوجية التعويضية التي تزيد من معدل التمثيل الغذائي وتضعف إمكانية الترجمة.وبالتالي ، فإن تعرض الفئران للبرد قد يجعل الفئران مقاومة للسمنة التي يسببها النظام الغذائي وقد يمنع ارتفاع السكر في الدم في الفئران المعالجة بالستربتوزوتوسين بسبب زيادة نقل الجلوكوز غير المعتمد على الأنسولين.ومع ذلك ، ليس من الواضح إلى أي مدى يؤثر التعرض لفترات طويلة لدرجات حرارة مختلفة ذات صلة (من غرفة إلى درجة حرارة معتدلة) على توازن الطاقة المختلفة للفئران ذات الوزن الطبيعي (على الطعام) وفئران DIO (على HFD) ومعلمات التمثيل الغذائي ، وكذلك المدى التي تمكنوا من تحقيق التوازن بين زيادة كفاءة الطاقة وزيادة تناول الطعام.تهدف الدراسة الواردة في هذه المقالة إلى توضيح هذا الموضوع.
نوضح أنه في الفئران البالغة ذات الوزن الطبيعي وفئران ذكور DIO ، يرتبط EE عكسياً بدرجة حرارة الغرفة بين 22 و 30 درجة مئوية.وهكذا ، كان EE عند 22 درجة مئوية أعلى بحوالي 30٪ منه عند 30 درجة مئوية.في كلا الطرازين من الماوس.ومع ذلك ، فإن الاختلاف المهم بين الفئران ذات الوزن الطبيعي وفئران DIO هو أنه في حين أن الفئران ذات الوزن الطبيعي تتطابق مع EE في درجات حرارة منخفضة عن طريق تعديل تناول الطعام وفقًا لذلك ، فإن تناول الطعام لفئران DIO يختلف على مستويات مختلفة.كانت درجات حرارة الدراسة متشابهة.بعد شهر واحد ، اكتسبت فئران DIO المحفوظة عند 30 درجة مئوية وزنًا وكتلة دهنية أكبر من الفئران التي احتفظت بها عند 22 درجة مئوية ، في حين أن البشر العاديين ظلوا في نفس درجة الحرارة ولم يؤدوا إلى الإصابة بالحمى لنفس الفترة الزمنية.الاختلاف المعتمد في وزن الجسم.وزن الفئران.بالمقارنة مع درجات الحرارة القريبة من درجة حرارة الغرفة أو في درجة حرارة الغرفة ، أدى النمو في درجة حرارة الغرفة إلى DIO أو الفئران ذات الوزن الطبيعي التي تتبع نظامًا غذائيًا عالي الدهون ولكن ليس على نظام غذائي طبيعي للوزن لزيادة وزن أقل نسبيًا.جسم.بدعم من دراسات أخرى 17،18،19،20،21 ولكن ليس من قبل الجميع 22،23.
يُفترض أن القدرة على إنشاء بيئة مكروية لتقليل فقد الحرارة تؤدي إلى تحويل الحياد الحراري إلى اليسار 8 ، 12.وبالتالي ، لا تدعم بياناتنا أن النقطة المنخفضة للحياد الحراري في الفئران البالغة ذات الركبة الواحدة ، مع أو بدون منازل غنية بالبيئة ، يجب أن تكون 26-28 درجة مئوية كما هو موضح 8 ، 12 ، لكنها تدعم الدراسات الأخرى التي تظهر الحياد الحراري.درجات حرارة 30 درجة مئوية في الفئران ذات النقاط المنخفضة 7 ، 10 ، 24. ولتعقيد الأمور ، تبين أن نقطة التعادل الحراري في الفئران ليست ثابتة خلال النهار لأنها تكون أقل خلال مرحلة الراحة (الخفيفة) ، ربما بسبب انخفاض السعرات الحرارية الإنتاج نتيجة النشاط والتوليد الحراري الناتج عن النظام الغذائي.وهكذا ، في المرحلة الضوئية ، يتبين أن النقطة السفلية للحياد الحراري هي ~ 29 درجة مئوية ، وفي المرحلة المظلمة ، ~ 33 درجة مئوية.
في النهاية ، يتم تحديد العلاقة بين درجة الحرارة المحيطة وإجمالي استهلاك الطاقة عن طريق تبديد الحرارة.في هذا السياق ، تعد نسبة مساحة السطح إلى الحجم من المحددات المهمة للحساسية الحرارية ، حيث تؤثر على كل من تبديد الحرارة (مساحة السطح) وتوليد الحرارة (الحجم).بالإضافة إلى مساحة السطح ، يتم تحديد انتقال الحرارة أيضًا عن طريق العزل (معدل انتقال الحرارة).في البشر ، يمكن أن تقلل كتلة الدهون من فقدان الحرارة عن طريق إنشاء حاجز عازل حول قشرة الجسم ، وقد اقترح أن كتلة الدهون مهمة أيضًا للعزل الحراري في الفئران ، وخفض نقطة التعادل الحراري وتقليل حساسية درجة الحرارة تحت النقطة المحايدة الحرارية ( منحنى المنحنى).درجة الحرارة المحيطة مقارنة بـ EE) 12.لم يتم تصميم دراستنا لتقييم هذه العلاقة المفترضة بشكل مباشر لأن بيانات تكوين الجسم تم جمعها قبل 9 أيام من جمع بيانات إنفاق الطاقة ولأن كتلة الدهون لم تكن مستقرة خلال الدراسة.ومع ذلك ، نظرًا لأن الوزن الطبيعي وفئران DIO لديها كفاءة كهربائية أقل بنسبة 30٪ عند 30 درجة مئوية مقارنة عند 22 درجة مئوية على الرغم من اختلاف كتلة الدهون بمقدار 5 أضعاف على الأقل ، فإن بياناتنا لا تدعم أن السمنة يجب أن توفر العزل الأساسي.عامل ، على الأقل ليس في نطاق درجة الحرارة التي تم فحصها.هذا يتماشى مع دراسات أخرى مصممة بشكل أفضل لاستكشاف هذا.في هذه الدراسات ، كان التأثير العازل للسمنة صغيرًا ، ولكن وجد أن الفراء يوفر 30-50 ٪ من إجمالي العزل الحراري.ومع ذلك ، في الفئران الميتة ، زادت الموصلية الحرارية بحوالي 450٪ بعد الموت مباشرة ، مما يشير إلى أن تأثير العزل للفراء ضروري للآليات الفسيولوجية ، بما في ذلك تضيق الأوعية.بالإضافة إلى اختلافات الأنواع في الفراء بين الفئران والبشر ، قد يتأثر التأثير العازل الضعيف للسمنة لدى الفئران أيضًا بالاعتبارات التالية: العامل العازل لكتلة الدهون البشرية يتوسط أساسًا كتلة الدهون تحت الجلد (سمك) 26،27.عادة في القوارض أقل من 20٪ من إجمالي الدهون الحيوانية 28.بالإضافة إلى ذلك ، قد لا تكون كتلة الدهون الكلية مقياسًا دون المستوى الأمثل للعزل الحراري للفرد ، حيث قيل إن العزل الحراري المحسن يقابله الزيادة الحتمية في مساحة السطح (وبالتالي زيادة فقدان الحرارة) مع زيادة كتلة الدهون..
في الفئران ذات الوزن الطبيعي ، لم تتغير تركيزات البلازما الصائمة من TG و 3-HB والكوليسترول و HDL و ALT و AST في درجات حرارة مختلفة لمدة 5 أسابيع تقريبًا ، ربما لأن الفئران كانت في نفس حالة توازن الطاقة.كانت هي نفسها في الوزن وتكوين الجسم كما في نهاية الدراسة.تمشيا مع التشابه في كتلة الدهون ، لم تكن هناك أيضًا فروق في مستويات اللبتين في البلازما ، ولا في الأنسولين الصائم ، والببتيد C ، والجلوكاجون.تم العثور على المزيد من الإشارات في الفئران DIO.على الرغم من أن الفئران عند 22 درجة مئوية لم يكن لديها أيضًا توازن طاقة سلبي شامل في هذه الحالة (حيث اكتسبت وزنًا) ، في نهاية الدراسة كانت تعاني من نقص الطاقة نسبيًا مقارنة بالفئران التي تمت تربيتها عند 30 درجة مئوية ، في ظروف مثل الكيتونات العالية.إنتاج الجسم (3 جيجا بايت) وانخفاض في تركيز الجلسرين و TG في البلازما.ومع ذلك ، لا يبدو أن الفروق المعتمدة على درجة الحرارة في تحلل الدهون ناتجة عن التغيرات الجوهرية في الدهون البربخية أو الأربية ، مثل التغيرات في التعبير عن الليباز المستجيب للهرمون الشحمي ، نظرًا لأن FFA والجلسرين المنطلقين من الدهون المستخرجة من هذه المستودعات يقعان بين درجة الحرارة المجموعات متشابهة مع بعضها البعض.على الرغم من أننا لم نحقق في النغمة الودية في الدراسة الحالية ، فقد وجد آخرون أنها (بناءً على معدل ضربات القلب ومتوسط ​​الضغط الشرياني) مرتبطة خطيًا بدرجة الحرارة المحيطة في الفئران وهي أقل تقريبًا عند 30 درجة مئوية عنها عند 22 درجة مئوية 20٪ وبالتالي ، قد تلعب الاختلافات المعتمدة على درجة الحرارة في النغمة الودية دورًا في تحلل الدهون في دراستنا ، ولكن نظرًا لأن الزيادة في النغمة الودية تحفز تحلل الدهون بدلاً من تثبيطه ، فقد تعوض الآليات الأخرى هذا الانخفاض في الفئران المستزرعة.دور محتمل في تكسير دهون الجسم.درجة حرارة الغرفة.علاوة على ذلك ، يتم التوسط بشكل غير مباشر في جزء من التأثير التحفيزي للنغمة الودية على تحلل الدهون عن طريق تثبيط قوي لإفراز الأنسولين ، مما يبرز تأثير مكملات مقاطعة الأنسولين على تحلل الدهون ، ولكن في دراستنا ، كان الأنسولين الصائم في البلازما ونغمة الببتيد C المتعاطفة عند درجات حرارة مختلفة لا يكفي لتغيير تحلل الدهون.بدلاً من ذلك ، وجدنا أن الاختلافات في حالة الطاقة كانت على الأرجح المساهم الرئيسي في هذه الاختلافات في الفئران DIO.تتطلب الأسباب الأساسية التي تؤدي إلى تنظيم أفضل لتناول الطعام باستخدام EE في الفئران ذات الوزن الطبيعي مزيدًا من الدراسة.بشكل عام ، ومع ذلك ، يتم التحكم في تناول الطعام من خلال إشارات الاستتباب والمتعة.على الرغم من وجود جدل حول أي من هاتين الإشارتين أكثر أهمية من الناحية الكمية ، فمن المعروف أن الاستهلاك طويل الأمد للأطعمة الغنية بالدهون يؤدي إلى سلوك أكل قائم على المتعة لا علاقة له إلى حد ما بـ التوازن..- تناول الطعام المنظم 34،35،36.لذلك ، قد يكون سلوك التغذية المتع المتزايد لفئران DIO المعالجة بـ 45٪ HFD أحد أسباب عدم موازنة هذه الفئران بين تناول الطعام مع EE.ومن المثير للاهتمام ، أن الاختلافات في الشهية والهرمونات المنظمة للجلوكوز في الدم قد لوحظت أيضًا في فئران DIO التي يتم التحكم في درجة حرارتها ، ولكن ليس في الفئران ذات الوزن الطبيعي.في الفئران DIO ، زادت مستويات اللبتين في البلازما مع ارتفاع درجة الحرارة وانخفضت مستويات الجلوكاجون مع درجة الحرارة.إن المدى الذي يمكن أن تؤثر فيه درجة الحرارة بشكل مباشر على هذه الاختلافات يستحق مزيدًا من الدراسة ، ولكن في حالة اللبتين ، فإن توازن الطاقة السالب النسبي وبالتالي انخفاض كتلة الدهون في الفئران عند 22 درجة مئوية لعب بالتأكيد دورًا مهمًا ، حيث أن كتلة الدهون ولبتين البلازما يلعبان دورًا مهمًا. شديد الترابط 37.ومع ذلك ، فإن تفسير إشارة الجلوكاجون أمر محير أكثر.كما هو الحال مع الأنسولين ، تم تثبيط إفراز الجلوكاجون بشدة عن طريق زيادة النغمة الودية ، ولكن كان من المتوقع أن تكون أعلى نغمة متعاطفة في مجموعة 22 درجة مئوية ، والتي لديها أعلى تركيزات الجلوكاجون في البلازما.الأنسولين هو منظم قوي آخر للجلوكاجون في البلازما ، وترتبط مقاومة الأنسولين ومرض السكري من النوع 2 بشدة بالصيام وفرط جلوكاجون الدم بعد الأكل 38،39.ومع ذلك ، كانت فئران DIO في دراستنا أيضًا غير حساسة للأنسولين ، لذلك لا يمكن أن يكون هذا أيضًا العامل الرئيسي في زيادة إشارات الجلوكاجون في مجموعة 22 درجة مئوية.يرتبط محتوى الدهون في الكبد أيضًا بشكل إيجابي بزيادة تركيز الجلوكاجون في البلازما ، والتي بدورها قد تشمل مقاومة الجلوكاجون الكبدية ، وانخفاض إنتاج اليوريا ، وزيادة تركيز الأحماض الأمينية المنتشرة ، وزيادة إفراز الجلوكاجون المحفز بالأحماض الأمينية. 42.ومع ذلك ، نظرًا لأن تركيزات الجلسرين و TG القابلة للاستخراج لم تختلف بين مجموعات درجات الحرارة في دراستنا ، فقد لا يكون هذا أيضًا عاملاً محتملاً في زيادة تركيزات البلازما في مجموعة 22 درجة مئوية.يلعب ثلاثي يودوثيرونين (T3) دورًا مهمًا في معدل الأيض الكلي وبدء الدفاع الأيضي ضد انخفاض حرارة الجسم.وهكذا ، فإن تركيز البلازما T3 ، الذي يمكن التحكم فيه عن طريق آليات وسيطة مركزية ، يزيد بمقدار 45،46 في كل من الفئران والبشر في ظل ظروف أقل من درجة الحرارة المحايدة ، على الرغم من أن الزيادة في البشر أقل ، والتي تكون أكثر استعدادًا للفئران.هذا يتوافق مع فقدان الحرارة في البيئة.لم نقم بقياس تركيزات البلازما T3 في الدراسة الحالية ، ولكن قد تكون التركيزات أقل في مجموعة 30 درجة مئوية ، مما قد يفسر تأثير هذه المجموعة على مستويات الجلوكاجون في البلازما ، كما أوضحنا (الشكل 5 أ المحدث) وآخرون ذلك يزيد T3 من الجلوكاجون في البلازما بطريقة تعتمد على الجرعة.تم الإبلاغ عن هرمونات الغدة الدرقية للحث على تعبير FGF21 في الكبد.مثل الجلوكاجون ، زادت تركيزات البلازما FGF21 أيضًا بتركيزات البلازما T3 (الشكل التكميلي 5 ب والمرجع 48) ، ولكن بالمقارنة مع الجلوكاجون ، لم تتأثر تركيزات البلازما FGF21 في دراستنا بدرجة الحرارة.تتطلب الأسباب الكامنة وراء هذا التناقض مزيدًا من الدراسة ، ولكن يجب أن يحدث تحريض FGF21 المدفوع بـ T3 عند مستويات أعلى من التعرض لـ T3 مقارنةً باستجابة الجلوكاجون المرصودة التي يحركها T3 (الشكل التكميلي 5 ب).
لقد ثبت أن HFD يرتبط ارتباطًا وثيقًا بضعف تحمل الجلوكوز ومقاومة الأنسولين (علامات) في الفئران التي تمت تربيتها عند 22 درجة مئوية.ومع ذلك ، لم يكن HFD مرتبطًا بضعف تحمل الجلوكوز أو مقاومة الأنسولين عند نموه في بيئة محايدة حراريًا (مُعرَّفة هنا على أنها 28 درجة مئوية).في دراستنا ، لم يتم تكرار هذه العلاقة في الفئران DIO ، ولكن الفئران ذات الوزن الطبيعي التي تم الحفاظ عليها عند 30 درجة مئوية أدت إلى تحسن كبير في تحمل الجلوكوز.يتطلب سبب هذا الاختلاف مزيدًا من الدراسة ، ولكن قد يتأثر بحقيقة أن فئران DIO في دراستنا كانت مقاومة للأنسولين ، مع تركيزات ببتيد C في بلازما الصيام وتركيزات الأنسولين 12-20 مرة أعلى من الفئران ذات الوزن الطبيعي.وفي الدم على معدة فارغة.تركيزات الجلوكوز التي تبلغ حوالي 10 ملم (حوالي 6 ملم في وزن الجسم الطبيعي) ، والتي يبدو أنها تترك نافذة صغيرة لأي آثار مفيدة محتملة للتعرض لظروف محايدة حراريًا لتحسين تحمل الجلوكوز.أحد العوامل المربكة المحتملة هو أنه ، لأسباب عملية ، يتم تنفيذ OGTT في درجة حرارة الغرفة.وهكذا ، فإن الفئران الموجودة في درجات حرارة أعلى تعرضت لصدمة باردة خفيفة ، والتي قد تؤثر على امتصاص / إزالة الجلوكوز.ومع ذلك ، بناءً على تركيزات مماثلة من الجلوكوز في الدم أثناء الصيام في مجموعات درجات الحرارة المختلفة ، قد لا تؤثر التغيرات في درجة الحرارة المحيطة بشكل كبير على النتائج.
كما ذكرنا سابقًا ، تم تسليط الضوء مؤخرًا على أن زيادة درجة حرارة الغرفة قد تخفف بعض ردود الفعل على الإجهاد البارد ، مما قد يثير التساؤل حول قابلية نقل بيانات الفئران إلى البشر.ومع ذلك ، ليس من الواضح ما هي درجة الحرارة المثلى للحفاظ على الفئران لتقليد علم وظائف الأعضاء البشرية.يمكن أيضًا أن تتأثر الإجابة على هذا السؤال بمجال الدراسة ونقطة النهاية قيد الدراسة.مثال على ذلك هو تأثير النظام الغذائي على تراكم الدهون في الكبد وتحمل الجلوكوز ومقاومة الأنسولين.فيما يتعلق بإنفاق الطاقة ، يعتقد بعض الباحثين أن الحياد الحراري هو درجة الحرارة المثلى للتربية ، حيث يحتاج البشر القليل من الطاقة الإضافية للحفاظ على درجة حرارة الجسم الأساسية ، ويحددون درجة حرارة اللفة الواحدة للفئران البالغة 30 درجة مئوية.يعتقد باحثون آخرون أن درجة حرارة مماثلة لتلك التي يختبرها البشر عادةً مع الفئران البالغة على ركبة واحدة هي 23-25 ​​درجة مئوية ، حيث وجدوا أن الحياد الحراري يتراوح بين 26 و 28 درجة مئوية وعلى أساس انخفاض درجة حرارة البشر بنحو 3 درجات مئوية.درجة حرارتها الحرجة المنخفضة ، المعرفة هنا على أنها 23 درجة مئوية ، هي 8.12 قليلاً.تتوافق دراستنا مع العديد من الدراسات الأخرى التي تنص على أن الحياد الحراري لا يتحقق عند 26-28 درجة مئوية 4 ، 7 ، 10 ، 11 ، 24 ، 25 ، مما يشير إلى أن 23-25 ​​درجة مئوية منخفضة جدًا.عامل مهم آخر يجب مراعاته فيما يتعلق بدرجة حرارة الغرفة والحياد الحراري في الفئران هو السكن الفردي أو الجماعي.عندما تم إيواء الفئران في مجموعات وليس بشكل فردي ، كما في دراستنا ، انخفضت حساسية درجة الحرارة ، ربما بسبب ازدحام الحيوانات.ومع ذلك ، كانت درجة حرارة الغرفة أقل من الحد الأقصى المسموح به من 25 عند استخدام ثلاث مجموعات.ربما يكون الاختلاف الأكثر أهمية بين الأنواع في هذا الصدد هو الأهمية الكمية لنشاط أفضل التقنيات المتاحة كدفاع ضد انخفاض حرارة الجسم.وهكذا ، في حين أن الفئران عوضت إلى حد كبير عن فقدها العالي من السعرات الحرارية عن طريق زيادة نشاط أفضل التقنيات المتاحة ، والذي يزيد عن 60٪ من كفاءة الطاقة عند 5 درجات مئوية وحدها ، 51،52 كانت مساهمة نشاط أفضل التقنيات المتاحة البشرية في كفاءة الطاقة أعلى بكثير وأصغر بكثير.لذلك ، قد يكون تقليل نشاط أفضل التقنيات المتاحة طريقة مهمة لزيادة الترجمة البشرية.يعد تنظيم نشاط BAT معقدًا ولكنه غالبًا ما يتم توسطه من خلال التأثيرات المجمعة لتحفيز الأدرينالية وهرمونات الغدة الدرقية وتعبير UCP114،54،55،56،57.تشير بياناتنا إلى أن درجة الحرارة يجب أن ترفع فوق 27.5 درجة مئوية مقارنة بالفئران عند 22 درجة مئوية من أجل اكتشاف الاختلافات في التعبير عن جينات أفضل التقنيات المتاحة المسؤولة عن الوظيفة / التنشيط.ومع ذلك ، فإن الاختلافات الموجودة بين المجموعات عند 30 و 22 درجة مئوية لا تشير دائمًا إلى زيادة في نشاط أفضل التقنيات المتاحة في مجموعة 22 درجة مئوية لأن Ucp1 و Adrb2 و Vegf-a تم تنظيمهما في مجموعة 22 درجة مئوية.لا يزال يتعين تحديد السبب الجذري لهذه النتائج غير المتوقعة.أحد الاحتمالات هو أن تعبيرها المتزايد قد لا يعكس إشارة إلى ارتفاع درجة حرارة الغرفة ، بل تأثيرًا حادًا لنقلها من 30 درجة مئوية إلى 22 درجة مئوية في يوم الإزالة (عاشت الفئران هذا قبل 5-10 دقائق من الإقلاع) .).
يتمثل أحد القيود العامة لدراستنا في أننا درسنا ذكور الفئران فقط.تشير أبحاث أخرى إلى أن الجنس قد يكون اعتبارًا مهمًا في مؤشراتنا الأولية ، حيث أن الفئران الأنثوية ذات الركبة الواحدة أكثر حساسية لدرجة الحرارة بسبب الموصلية الحرارية العالية والحفاظ على درجات الحرارة الأساسية التي يتم التحكم فيها بإحكام.بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت إناث الفئران (على HFD) ارتباطًا أكبر لاستهلاك الطاقة مع EE عند 30 درجة مئوية مقارنة بالفئران الذكور التي استهلكت المزيد من الفئران من نفس الجنس (20 درجة مئوية في هذه الحالة).وهكذا ، في إناث الفئران ، يكون تأثير المحتوى تحت الحراري أعلى ، ولكن له نفس النمط كما هو الحال في ذكور الفئران.في دراستنا ، ركزنا على ذكور الفئران ذات الركبة الواحدة ، لأن هذه هي الظروف التي يتم في ظلها إجراء معظم دراسات التمثيل الغذائي التي تفحص EE.كان أحد القيود الأخرى لدراستنا هو أن الفئران كانت تتبع نفس النظام الغذائي طوال فترة الدراسة ، مما حال دون دراسة أهمية درجة حرارة الغرفة لمرونة التمثيل الغذائي (كما تم قياسها بواسطة تغييرات RER للتغيرات الغذائية في مختلف تركيبات المغذيات الكبيرة).في إناث وذكور الفئران المحفوظة عند 20 درجة مئوية مقارنة بالفئران المقابلة المحفوظة عند 30 درجة مئوية.
في الختام ، تُظهر دراستنا ، كما هو الحال في دراسات أخرى ، أن الفئران ذات الوزن الطبيعي في اللفة الأولى تكون متعادلة حراريًا أعلى من 27.5 درجة مئوية المتوقعة.بالإضافة إلى ذلك ، تُظهر دراستنا أن السمنة ليست عامل عزل رئيسي في الفئران ذات الوزن الطبيعي أو DIO ، مما يؤدي إلى درجة حرارة مماثلة: نسب EE في الفئران ذات الوزن الطبيعي والفئران ذات الوزن الطبيعي.في حين أن تناول الطعام للفئران ذات الوزن الطبيعي كان متسقًا مع EE وبالتالي حافظ على ثبات وزن الجسم على مدى درجة الحرارة بأكملها ، كان تناول الطعام لفئران DIO هو نفسه عند درجات حرارة مختلفة ، مما أدى إلى ارتفاع نسبة الفئران عند 30 درجة مئوية. .عند درجة حرارة 22 درجة مئوية اكتسبت المزيد من وزن الجسم.بشكل عام ، هناك ما يبرر الدراسات المنهجية التي تبحث في الأهمية المحتملة للعيش تحت درجات حرارة معتدلة بسبب ضعف التحمل الملحوظ في كثير من الأحيان بين دراسات الفئران والإنسان.على سبيل المثال ، في دراسات السمنة ، قد يكون التفسير الجزئي لقابلية الترجمة الضعيفة عمومًا راجعاً إلى حقيقة أن دراسات فقدان الوزن لدى الفئران تُجرى عادةً على الحيوانات المجهدة بالبرد المعتدل والتي يتم الاحتفاظ بها في درجة حرارة الغرفة بسبب زيادة كفاءة الطاقة.إنقاص الوزن بشكل مبالغ فيه مقارنة بوزن الجسم المتوقع للإنسان ، خاصة إذا كانت آلية العمل تعتمد على زيادة كفاءة الطاقة عن طريق زيادة نشاط BAP ، والذي يكون أكثر نشاطًا وتنشيطًا في درجة حرارة الغرفة منه عند 30 درجة مئوية.
وفقًا للقانون الدنماركي التجريبي للحيوان (1987) والمعاهد الوطنية للصحة (المنشور رقم 85-23) والاتفاقية الأوروبية لحماية الفقاريات المستخدمة في الأغراض التجريبية وغيرها من الأغراض العلمية (مجلس أوروبا رقم 123 ، ستراسبورغ ، 1985).
تم الحصول على الفئران الذكور C57BL / 6J البالغة من العمر عشرين أسبوعًا من Janvier Saint Berthevin Cedex ، فرنسا ، وتم إعطاؤهم طعامًا قياسيًا (Altromin 1324) والماء (~ 22 درجة مئوية) بعد 12 ساعة من الضوء: دورة مظلمة.درجة حرارة الغرفة.تم الحصول على ذكور فئران DIO (20 أسبوعًا) من نفس المورد وتم منحها حق الوصول إلى نظام غذائي عالي الدهون بنسبة 45٪ (Cat. No. D12451، Research Diet Inc. ، NJ ، الولايات المتحدة الأمريكية) والمياه في ظروف التربية.تم تكييف الفئران مع البيئة قبل أسبوع من بدء الدراسة.قبل يومين من النقل إلى نظام قياس السعرات الحرارية غير المباشر ، تم وزن الفئران وإخضاعها لفحص التصوير بالرنين المغناطيسي (EchoMRITM ، TX ، الولايات المتحدة الأمريكية) وتم تقسيمها إلى أربع مجموعات تتناسب مع وزن الجسم والدهون ووزن الجسم الطبيعي.
يظهر رسم تخطيطي لتصميم الدراسة في الشكل 8. تم نقل الفئران إلى نظام قياس حراري غير مباشر مغلق وخاضع للتحكم بدرجة الحرارة في Sable Systems Internationals (نيفادا ، الولايات المتحدة الأمريكية) ، والذي تضمن أجهزة مراقبة جودة الطعام والمياه وإطار Promethion BZ1 الذي تم تسجيله مستويات النشاط عن طريق قياس فواصل الحزمة.س ص ع.تم إيواء الفئران (ن = 8) بشكل فردي عند 22 أو 25 أو 27.5 أو 30 درجة مئوية باستخدام الفراش ولكن لا يوجد مأوى ومواد تعشيش على ضوء 12: 12 ساعة: دورة مظلمة (الضوء: 06:00 - 18:00) .2500 مل / دقيقة.تم تأقلم الفئران لمدة 7 أيام قبل التسجيل.تم جمع التسجيلات أربعة أيام متتالية.بعد ذلك ، تم الاحتفاظ بالفئران في درجات الحرارة المناسبة عند 25 و 27.5 و 30 درجة مئوية لمدة 12 يومًا إضافية ، وبعد ذلك تمت إضافة مركزات الخلية كما هو موضح أدناه.وفي الوقت نفسه ، تم الاحتفاظ بمجموعات من الفئران عند 22 درجة مئوية عند درجة الحرارة هذه لمدة يومين إضافيين (لجمع بيانات أساسية جديدة) ، ثم تمت زيادة درجة الحرارة بخطوات 2 درجة مئوية كل يومين في بداية مرحلة الضوء ( 06:00) حتى الوصول إلى 30 درجة مئوية بعد ذلك ، تم تخفيض درجة الحرارة إلى 22 درجة مئوية وتم جمع البيانات لمدة يومين آخرين.بعد يومين إضافيين من التسجيل عند 22 درجة مئوية ، تمت إضافة الجلود إلى جميع الخلايا في جميع درجات الحرارة ، وبدأ جمع البيانات في اليوم الثاني (اليوم 17) ولمدة ثلاثة أيام.بعد ذلك (اليوم 20) تمت إضافة مادة التعشيش (8-10 جم) لجميع الخلايا في بداية دورة الضوء (06:00) وتم جمع البيانات لمدة ثلاثة أيام أخرى.وهكذا ، في نهاية الدراسة ، تم الاحتفاظ بالفئران عند درجة حرارة 22 درجة مئوية عند درجة الحرارة هذه لمدة 21/33 يومًا وعند 22 درجة مئوية خلال الأيام الثمانية الماضية ، بينما تم الاحتفاظ بالفئران في درجات حرارة أخرى عند درجة الحرارة هذه لمدة 33 يومًا./ 33 يوما.تم تغذية الفئران خلال فترة الدراسة.
اتبعت الفئران ذات الوزن الطبيعي وفئران DIO نفس إجراءات الدراسة.في اليوم -9 ، تم وزن الفئران وفحص التصوير بالرنين المغناطيسي ، وتقسيمها إلى مجموعات قابلة للمقارنة في وزن الجسم وتكوين الجسم.في اليوم -7 ، تم نقل الفئران إلى نظام قياس حراري غير مباشر يتم التحكم فيه بدرجة حرارة مغلقة تم تصنيعه بواسطة SABLE Systems International (نيفادا ، الولايات المتحدة الأمريكية).تم إيواء الفئران بشكل فردي مع الفراش ولكن بدون مواد التعشيش أو المأوى.تم ضبط درجة الحرارة على 22 أو 25 أو 27.5 أو 30 درجة مئوية.بعد أسبوع واحد من التأقلم (أيام -7 إلى 0 ، لم يتم إزعاج الحيوانات) ، تم جمع البيانات على أربعة أيام متتالية (الأيام 0-4 ، البيانات الموضحة في الأشكال 1 ، 2 ، 5).بعد ذلك ، تم الاحتفاظ بالفئران عند 25 و 27.5 و 30 درجة مئوية تحت ظروف ثابتة حتى اليوم السابع عشر.في الوقت نفسه ، تمت زيادة درجة الحرارة في مجموعة 22 درجة مئوية على فترات 2 درجة مئوية كل يومين عن طريق ضبط دورة درجة الحرارة (06:00 ح) في بداية التعرض للضوء (تظهر البيانات في الشكل 1) .في اليوم الخامس عشر ، انخفضت درجة الحرارة إلى 22 درجة مئوية وتم جمع يومين من البيانات لتوفير بيانات أساسية للعلاجات اللاحقة.تمت إضافة جلود إلى جميع الفئران في اليوم 17 ، وأضيفت مادة التعشيش في اليوم 20 (الشكل 5).في اليوم الثالث والعشرين ، تم وزن الفئران وإخضاعها لفحص التصوير بالرنين المغناطيسي ، ثم تُركت بمفردها لمدة 24 ساعة.في اليوم الرابع والعشرين ، صُممت الفئران من بداية الفترة الضوئية (06:00) وحصلت على OGTT (2 جم / كجم) في الساعة 12:00 (6-7 ساعات من الصيام).بعد ذلك ، أعيدت الفئران إلى ظروف SABLE الخاصة بها وتم التخلص منها في اليوم الثاني (اليوم 25).
اتبعت الفئران DIO (ن = 8) نفس البروتوكول مثل الفئران ذات الوزن الطبيعي (كما هو موضح أعلاه وفي الشكل 8).حافظت الفئران على 45٪ HFD طوال تجربة إنفاق الطاقة.
تم تسجيل VO2 و VCO2 وكذلك ضغط بخار الماء بتردد 1 هرتز مع ثابت زمن الخلية 2.5 دقيقة.تم جمع كمية الطعام والماء عن طريق التسجيل المستمر (1 هرتز) لوزن دلاء الطعام والماء.أبلغ مراقب الجودة المستخدم عن دقة 0.002 جم.تم تسجيل مستويات النشاط باستخدام جهاز مراقبة مجموعة شعاع XYZ ثلاثي الأبعاد ، وتم جمع البيانات بدقة داخلية تبلغ 240 هرتز وتم الإبلاغ عنها كل ثانية لتحديد إجمالي المسافة المقطوعة (م) بدقة مكانية فعالة تبلغ 0.25 سم.تمت معالجة البيانات باستخدام Sable Systems Macro Interpreter v.2.41 ، وحساب EE و RER وتصفية القيم المتطرفة (على سبيل المثال ، أحداث الوجبة الخاطئة).تم تكوين مترجم الماكرو لإخراج البيانات لجميع المعلمات كل خمس دقائق.
بالإضافة إلى تنظيم EE ، قد تنظم درجة الحرارة المحيطة أيضًا جوانب أخرى من التمثيل الغذائي ، بما في ذلك استقلاب الجلوكوز بعد الأكل ، عن طريق تنظيم إفراز هرمونات استقلاب الجلوكوز.لاختبار هذه الفرضية ، أكملنا أخيرًا دراسة درجة حرارة الجسم من خلال إثارة الفئران ذات الوزن الطبيعي بحمل الجلوكوز الفموي DIO (2 جم / كجم).الطرق موصوفة بالتفصيل في مواد إضافية.
في نهاية الدراسة (اليوم 25) ، صُممت الفئران لمدة 2-3 ساعات (بدءًا من الساعة 06:00) ، وتم تخديرها باستخدام الأيزوفلورين ، ونزفت تمامًا عن طريق بزل الوريد الوريدي.تم وصف القياس الكمي لدهون البلازما والهرمونات والدهون في الكبد في المواد التكميلية.
للتحقق مما إذا كانت درجة حرارة القشرة تسبب تغيرات جوهرية في الأنسجة الدهنية التي تؤثر على تحلل الدهون ، تم استئصال الأنسجة الدهنية الأربية والبربخية مباشرة من الفئران بعد المرحلة الأخيرة من النزيف.تمت معالجة الأنسجة باستخدام مقايسة تحلل الدهون السابقة المطورة حديثًا الموصوفة في الطرق التكميلية.
تم جمع الأنسجة الدهنية البنية (BAT) في يوم نهاية الدراسة ومعالجتها كما هو موضح في الطرق التكميلية.
يتم تقديم البيانات على أنها تعني ± SEM.تم إنشاء الرسوم البيانية في GraphPad Prism 9 (لا جولا ، كاليفورنيا) وتم تحرير الرسومات في Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated ، سان خوسيه ، كاليفورنيا).تم تقييم الأهمية الإحصائية في GraphPad Prism واختبارها من خلال اختبار t المقترن ، والمقاييس المتكررة أحادية الاتجاه / ثنائية الاتجاه ANOVA متبوعة باختبار المقارنات المتعددة لـ Tukey ، أو ANOVA أحادية الاتجاه غير المزدوجة متبوعة باختبار Tukey للمقارنات المتعددة حسب الحاجة.تم التحقق من صحة التوزيع الغاوسي للبيانات عن طريق اختبار الوضع الطبيعي D'Agostino-Pearson قبل الاختبار.يشار إلى حجم العينة في القسم المقابل من قسم "النتائج" ، وكذلك في وسيلة الإيضاح.يتم تعريف التكرار على أنه أي قياس يتم إجراؤه على نفس الحيوان (في الجسم الحي أو على عينة من الأنسجة).فيما يتعلق باستنساخ البيانات ، تم إثبات وجود ارتباط بين إنفاق الطاقة ودرجة حرارة الحالة في أربع دراسات مستقلة باستخدام فئران مختلفة بتصميم دراسة مماثل.
تتوفر البروتوكولات والمواد والبيانات التجريبية التفصيلية بناءً على طلب معقول من المؤلف الرئيسي Rune E. Kuhre.لم تولد هذه الدراسة كواشف فريدة جديدة أو خطوط حيوانات / خلايا معدلة وراثيًا أو بيانات التسلسل.
لمزيد من المعلومات حول تصميم الدراسة ، راجع ملخص تقرير Nature Research المرتبط بهذه المقالة.
جميع البيانات تشكل رسم بياني.تم إيداع 1-7 في مستودع قاعدة بيانات العلوم ، رقم الانضمام: 1253.11.sciencedb.02284 أو https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284.يمكن إرسال البيانات الموضحة في ESM إلى Rune E Kuhre بعد اختبار معقول.
Nilsson، C.، Raun، K.، Yan، FF، Larsen، MO & Tang-Christensen، M. حيوانات المختبر كنماذج بديلة للسمنة البشرية. Nilsson، C.، Raun، K.، Yan، FF، Larsen، MO & Tang-Christensen، M. حيوانات المختبر كنماذج بديلة للسمنة البشرية.نيلسون ك ، راون ك ، يانغ ف ف ، لارسن مو.و Tang-Christensen M. حيوانات المختبر كنماذج بديلة للسمنة البشرية. نيلسون ، سي ، راون ، كيه ، يان ، إف إف ، لارسن ، مو وتانغ كريستنسن ، إم. 实验 动物 作为 人类 肥胖 的 替代 模型。 Nilsson، C.، Raun، K.، Yan، FF، Larsen، MO & Tang-Christensen، M. الحيوانات التجريبية كنموذج بديل للإنسان.نيلسون ك ، راون ك ، يانغ ف ف ، لارسن مو.و Tang-Christensen M. حيوانات المختبر كنماذج بديلة للسمنة عند البشر.علم الصيدلة اكتا.الجريمة 33 ، 173-181 (2012).
Gilpin ، DA حساب ثابت مي الجديد والتحديد التجريبي لحجم الحرق.بيرنز 22 ، 607-611 (1996).
جوردون ، إس جيه نظام التنظيم الحراري للفأر: آثاره على نقل البيانات الطبية الحيوية إلى البشر.علم وظائف الأعضاء.سلوك.179 ، 55-66 (2017).
Fischer، AW، Csikasz، RI، von Essen، G.، Cannon، B. & Nedergaard، J. لا يوجد تأثير عازل للسمنة. Fischer، AW، Csikasz، RI، von Essen، G.، Cannon، B. & Nedergaard، J. لا يوجد تأثير عازل للسمنة.فيشر AW ، Chikash RI ، von Essen G. ، Cannon B. ، و Nedergaard J. لا يوجد تأثير عزل للسمنة. فيشر ، AW ، Csikasz ، RI ، von Essen ، G. ، Cannon ، B. & Nedergaard ، J. 肥胖 没有 绝缘 作用。 فيشر ، AW ، Csikasz ، RI ، von Essen ، G. ، Cannon ، B. & Nedergaard ، J. Fischer، AW، Csikasz، RI، von Essen، G.، Cannon، B. & Nedergaard، J. Ожирение не имеет изолирующего эффекта. Fischer، AW، Csikasz، RI، von Essen، G.، Cannon، B. & Nedergaard، J. السمنة ليس لها تأثير عزل.نعم.J. علم وظائف الأعضاء.الغدد الصماء.الاسْتِقْلاب.311 ، E202-E213 (2016).
لي ، ب وآخرون.النسيج الدهني البني المتكيف مع درجة الحرارة يعدل حساسية الأنسولين.مرض السكري 63 ، 3686–3698 (2014).
ناخون ، KJ وآخرون.كانت درجة الحرارة الحرجة المنخفضة والتوليد الحراري الناجم عن البرودة مرتبطين عكسيا بوزن الجسم ومعدل الأيض الأساسي في الأفراد النحيفين والوزن الزائد.J. بحرارة.مادة الاحياء.69 ، 238 - 248 (2017).
Fischer، AW، Cannon، B. & Nedergaard، J. درجات حرارة السكن المثلى للفئران لتقليد البيئة الحرارية للإنسان: دراسة تجريبية. Fischer، AW، Cannon، B. & Nedergaard، J. درجات حرارة السكن المثلى للفئران لتقليد البيئة الحرارية للإنسان: دراسة تجريبية.Fischer، AW، Cannon، B. and Nedergaard، J. درجات حرارة المنزل المثلى للفئران لتقليد البيئة الحرارية البشرية: دراسة تجريبية. فيشر ، AW ، كانون ، ب. فيشر ، أ. دبليو ، كانون ، ب. ونديرجارد ، ج.Fisher AW و Cannon B. و Nedergaard J. درجة حرارة السكن المثلى للفئران التي تحاكي البيئة الحرارية البشرية: دراسة تجريبية.مور.الاسْتِقْلاب.7 ، 161-170 (2018).
Keijer، J.، Li، M. & Speakman، JR ما هي أفضل درجة حرارة للإسكان لترجمة تجارب الفئران إلى البشر؟ Keijer، J.، Li، M. & Speakman، JR ما هي أفضل درجة حرارة للإسكان لترجمة تجارب الفئران إلى البشر؟Keyer J و Lee M و Speakman JR ما هي أفضل درجة حرارة للغرفة لنقل تجارب الفئران إلى البشر؟ Keijer ، J. ، Li ، M. & Speakman ، JR 将 小鼠 实验 转化 为 人类 的 最佳 外壳 温度 是 多少？ Keijer، J.، Li، M. & Speakman، JRKeyer J و Lee M و Speakman JR ما هي درجة حرارة الغلاف المثلى لنقل تجارب الفئران إلى البشر؟مور.الاسْتِقْلاب.25 ، 168–176 (2019).
Seeley و RJ & MacDougald و OA Mice كنماذج تجريبية لفيزيولوجيا الإنسان: عندما تكون درجات الحرارة في السكن مهمة. Seeley و RJ & MacDougald و OA Mice كنماذج تجريبية لفيزيولوجيا الإنسان: عندما تكون درجات الحرارة في السكن مهمة. Seeley، RJ & MacDougald، OA. Seeley و RJ & MacDougald و OA Mice كنماذج تجريبية لفسيولوجيا الإنسان: عندما تحدث درجات قليلة في المسكن فرقًا. سيلي ، آر جي وماكدوغالد ، أوا 小鼠 作为 人类 生理学 的 实验 模型 ： 当 几度 的 住房 温度 很 重要 时。 سيلي ، آر جي وماكدوجالد ، أووا ыши Seeley، RJ & MacDougald، OA как кспериментальная модель изиологии еловека: когда нескольмо градусов. Seeley، RJ & MacDougald، OA الفئران كنموذج تجريبي لوظائف الأعضاء البشرية: عندما تكون درجات حرارة الغرفة قليلة.التمثيل الغذائي الوطني.3 ، 443-445 (2021).
الإجابة على السؤال "ما هي أفضل درجة حرارة للإسكان لترجمة تجارب الفئران إلى البشر؟" الإجابة على السؤال "ما هي أفضل درجة حرارة للإسكان لترجمة تجارب الفئران إلى البشر؟" أجب عن السؤال "ما هي أفضل درجة حرارة للغرفة لنقل تجارب الفئران إلى البشر؟" فيشر و AW و Cannon و B. & Nedergaard و J. 问题 的 答案 "将 小鼠 实验 转化 为 人类 的 最佳 外壳 温度 是 多少？" فيشر ، أ. دبليو ، كانون ، ب. ونديرجارد ، ج.إجابات على السؤال "ما هي درجة حرارة الغلاف المثلى لنقل تجارب الفئران إلى البشر؟"نعم: متعادل حراريًا.مور.الاسْتِقْلاب.26 ، 1-3 (2019).