ขอบคุณสำหรับการเยี่ยมชม Nature.com รุ่นเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการสนับสนุน CSS จำกัด สำหรับประสบการณ์ที่ดีที่สุดเราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดต (หรือปิดการใช้งานโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้เพื่อให้แน่ใจว่าได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่องเราจะแสดงไซต์โดยไม่มีสไตล์และจาวาสคริปต์
การศึกษาเมตาบอลิซึมส่วนใหญ่ในหนูจะดำเนินการที่อุณหภูมิห้องแม้ว่าภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ซึ่งแตกต่างจากมนุษย์หนูใช้พลังงานจำนวนมากที่รักษาอุณหภูมิภายใน ที่นี่เราอธิบายถึงน้ำหนักปกติและโรคอ้วนที่เกิดจากอาหาร (DIO) ในหนู C57BL/6J ที่เลี้ยงด้วยอาหารเชาเชาหรืออาหารไขมันสูง 45% ตามลำดับ หนูถูกวางไว้ 33 วันที่ 22, 25, 27.5 และ 30 ° C ในระบบแคลอรี่ทางอ้อม เราแสดงให้เห็นว่าการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงจาก 30 ° C เป็น 22 ° C และสูงกว่าประมาณ 30% ที่ 22 ° C ในทั้งสองรุ่นเมาส์ ในหนูที่มีน้ำหนักปกติการบริโภคอาหารจะต่อต้าน EE ในทางกลับกัน DIO Mice ไม่ได้ลดการบริโภคอาหารเมื่อ EE ลดลง ดังนั้นในตอนท้ายของการศึกษาหนูที่ 30 ° C มีน้ำหนักตัวสูงกว่ามวลไขมันและกลีเซอรอลพลาสมาและไตรกลีเซอไรด์มากกว่าหนูที่ 22 ° C ความไม่สมดุลในหนู DIO อาจเกิดจากการอดอาหารตามความสุขที่เพิ่มขึ้น
เมาส์เป็นแบบจำลองสัตว์ที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการศึกษาสรีรวิทยาของมนุษย์และพยาธิสรีรวิทยาและมักจะเป็นสัตว์เริ่มต้นที่ใช้ในระยะแรกของการค้นพบและพัฒนายา อย่างไรก็ตามหนูแตกต่างจากมนุษย์ในรูปแบบทางสรีรวิทยาที่สำคัญหลายอย่างและในขณะที่การปรับขนาด allometric สามารถนำมาใช้ในระดับหนึ่งเพื่อแปลเป็นมนุษย์ความแตกต่างอย่างมากระหว่างหนูและมนุษย์อยู่ในการควบคุมอุณหภูมิและสภาวะสมดุลพลังงาน สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความไม่ลงรอยกันพื้นฐาน มวลกายโดยเฉลี่ยของหนูผู้ใหญ่อย่างน้อยหนึ่งพันเท่าของผู้ใหญ่ (50 กรัมเทียบกับ 50 กิโลกรัม) และพื้นที่ผิวต่ออัตราส่วนมวลแตกต่างกันประมาณ 400 เท่าเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางเรขาคณิตที่ไม่ใช่เชิงเส้นอธิบายโดย Mee . สมการ 2. เป็นผลให้หนูสูญเสียความร้อนมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับปริมาตรของพวกเขาดังนั้นพวกเขาจึงมีความไวต่ออุณหภูมิมากขึ้นมีแนวโน้มที่จะเกิดภาวะอุณหภูมิสูงขึ้นและมีอัตราการเผาผลาญพื้นฐานเฉลี่ยสูงกว่ามนุษย์สิบเท่า ที่อุณหภูมิห้องมาตรฐาน (~ 22 ° C) หนูจะต้องเพิ่มค่าใช้จ่ายพลังงานทั้งหมด (EE) ประมาณ 30% เพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกายหลัก ที่อุณหภูมิต่ำกว่า EE จะเพิ่มขึ้นประมาณ 50% และ 100% ที่ 15 และ 7 ° C เมื่อเทียบกับ EE ที่ 22 ° C ดังนั้นเงื่อนไขที่อยู่อาศัยมาตรฐานทำให้เกิดการตอบสนองต่อความเครียดเย็นซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อการถ่ายโอนผลของเมาส์ไปยังมนุษย์เนื่องจากมนุษย์ที่อาศัยอยู่ในสังคมสมัยใหม่ใช้เวลาส่วนใหญ่ในสภาวะเทอร์โมนัล (เนื่องจากพื้นผิวอัตราส่วนที่ต่ำกว่าของเรา อุณหภูมิในขณะที่เราสร้างเขต Thermoneutral (TNZ) รอบตัวเรา วงดนตรีซึ่งครอบคลุมเพียง 2–4 ° C7,8 ในความเป็นจริงสิ่งสำคัญนี้ได้รับความสนใจอย่างมากในปีที่ผ่านมา 4, 7,8,9,10,11,12 และได้รับการแนะนำว่า "ความแตกต่างของสายพันธุ์" บางอย่างสามารถบรรเทาได้โดย การเพิ่มอุณหภูมิของเปลือกหอย 9 อย่างไรก็ตามไม่มีฉันทามติในช่วงอุณหภูมิที่ถือว่าเป็นเทอร์โมโทนในหนู ดังนั้นไม่ว่าจะเป็นอุณหภูมิวิกฤตที่ต่ำกว่าในช่วงเทอร์โมเนตในหนูเดียวที่อยู่ใกล้กับ 25 ° C หรือใกล้กับ 30 ° C4, 7, 8, 10, 12 ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ EE และพารามิเตอร์การเผาผลาญอื่น ๆ ถูก จำกัด ไว้ที่ชั่วโมงต่อวันดังนั้นขอบเขตที่การสัมผัสกับอุณหภูมิที่แตกต่างกันเป็นเวลานานอาจส่งผลกระทบต่อพารามิเตอร์การเผาผลาญเช่นน้ำหนักตัวไม่ชัดเจน การบริโภคการใช้สารตั้งต้นความทนทานต่อกลูโคสและไขมันในพลาสมาและความเข้มข้นของกลูโคสและฮอร์โมนที่ควบคุมความอยากอาหาร นอกจากนี้จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบให้แน่ใจว่าอาหารที่อาจมีผลต่อพารามิเตอร์เหล่านี้ (หนู DIO ในอาหารที่มีไขมันสูงอาจมุ่งเน้นไปที่อาหารที่มีความสุข (hedonic)) เพื่อให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้เราได้ตรวจสอบผลของการเลี้ยงอุณหภูมิต่อพารามิเตอร์การเผาผลาญดังกล่าวในหนูตัวผู้ตัวโตที่มีน้ำหนักปกติและหนูตัวผู้อ้วน (DIO) ในอาหารไขมันสูง 45% หนูถูกเก็บไว้ที่ 22, 25, 27.5 หรือ 30 ° C เป็นเวลาอย่างน้อยสามสัปดาห์ อุณหภูมิต่ำกว่า 22 ° C ยังไม่ได้รับการศึกษาเนื่องจากตัวเรือนสัตว์มาตรฐานไม่ค่อยต่ำกว่าอุณหภูมิห้อง เราพบว่าหนู DIO น้ำหนักปกติและวงกลมเดี่ยวตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตู้ในแง่ของ EE และโดยไม่คำนึงถึงสภาพที่แนบมา (มีหรือไม่มีวัสดุพักพิง/ทำรัง) อย่างไรก็ตามในขณะที่หนูที่มีน้ำหนักปกติปรับปริมาณอาหารตาม EE การบริโภคอาหารของ DIO หนูส่วนใหญ่เป็นอิสระจาก EE ทำให้หนูเพิ่มน้ำหนักมากขึ้น จากข้อมูลน้ำหนักตัวความเข้มข้นของพลาสมาของไขมันและคีโตนร่างกายแสดงให้เห็นว่าหนู DIO ที่ 30 ° C มีความสมดุลของพลังงานในเชิงบวกมากกว่าหนูที่ 22 ° C เหตุผลพื้นฐานสำหรับความแตกต่างของความสมดุลของการบริโภคพลังงานและ EE ระหว่างน้ำหนักปกติและหนู DIO ต้องการการศึกษาเพิ่มเติม แต่อาจเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงพยาธิสรีรวิทยาในหนู DIO และผลของการอดอาหารตามความสุขอันเป็นผลมาจากอาหารอ้วน
EE เพิ่มขึ้นเชิงเส้นจาก 30 เป็น 22 ° C และสูงกว่าประมาณ 30% ที่ 22 ° C เมื่อเทียบกับ 30 ° C (รูปที่ 1A, B) อัตราแลกเปลี่ยนทางเดินหายใจ (RER) เป็นอิสระจากอุณหภูมิ (รูปที่ 1C, D) การบริโภคอาหารสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของ EE และเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลง (เช่น ~ 30% ที่อุณหภูมิ 22 ° C เมื่อเทียบกับ 30 ° C (รูปที่ 1E, F) ปริมาณน้ำปริมาณและระดับกิจกรรมไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (รูปที่ 1G)
หนูตัวผู้ (C57BL/6J, อายุ 20 สัปดาห์, ที่อยู่อาศัยแต่ละตัว, n = 7) ถูกเก็บไว้ในกรงเมแทบอลิซึมที่ 22 ° C เป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ก่อนเริ่มการศึกษา สองวันหลังจากการรวบรวมข้อมูลพื้นหลังอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 2 ° C ที่ 06:00 ชั่วโมงต่อวัน (จุดเริ่มต้นของเฟสแสง) ข้อมูลจะถูกนำเสนอเป็นค่าเฉลี่ย±ข้อผิดพลาดมาตรฐานของค่าเฉลี่ยและระยะมืด (18: 00–06: 00 ชั่วโมง) แสดงด้วยกล่องสีเทา ค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน (kcal/h), B ค่าใช้จ่ายพลังงานรวมที่อุณหภูมิต่าง ๆ (kcal/24 ชั่วโมง), อัตราแลกเปลี่ยนระบบทางเดินหายใจ C (VCO2/VO2: 0.7–1.0), ค่าเฉลี่ยของแสงและมืด (VCO2/VO2) (ค่าศูนย์หมายถึง 0.7) E การบริโภคอาหารสะสม (G), F 24H การบริโภคอาหารทั้งหมด, G 24H การบริโภคน้ำทั้งหมด (ML), การบริโภคน้ำรวม 24 ชั่วโมง, ระดับน้ำสะสมฉันระดับกิจกรรมสะสม (M) และ J ระดับกิจกรรมทั้งหมด (M/24H) - หนูถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิที่ระบุเป็นเวลา 48 ชั่วโมง ข้อมูลที่แสดงสำหรับ 24, 26, 28 และ 30 ° C อ้างถึง 24 ชั่วโมงสุดท้ายของแต่ละรอบ หนูยังคงเลี้ยงตลอดการศึกษา นัยสำคัญทางสถิติได้รับการทดสอบโดยการวัดซ้ำของ ANOVA ทางเดียวตามด้วยการทดสอบการเปรียบเทียบหลายครั้งของ Tukey เครื่องหมายดอกจันบ่งชี้ถึงความสำคัญสำหรับค่าเริ่มต้นที่ 22 ° C การแรเงาบ่งบอกถึงความสำคัญระหว่างกลุ่มอื่นตามที่ระบุไว้ *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 <0.0001ค่าเฉลี่ยถูกคำนวณสำหรับระยะเวลาการทดลองทั้งหมด (0-192 ชั่วโมง) n = 7
เช่นเดียวกับในกรณีของหนูที่มีน้ำหนักปกติ EE เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเมื่ออุณหภูมิลดลงและในกรณีนี้ EE ก็สูงขึ้นประมาณ 30% ที่ 22 ° C เมื่อเทียบกับ 30 ° C (รูปที่ 2A, B) RER ไม่เปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิที่แตกต่างกัน (รูปที่ 2C, D) ตรงกันข้ามกับหนูที่มีน้ำหนักปกติการบริโภคอาหารไม่สอดคล้องกับ EE เป็นฟังก์ชั่นของอุณหภูมิห้อง การบริโภคอาหารปริมาณน้ำและระดับกิจกรรมเป็นอิสระจากอุณหภูมิ (รูปที่ 2E - J)
ตัวผู้ (C57BL/6J, 20 สัปดาห์) DIO หนูถูกตั้งอยู่ในกรงเมแทบอลิซึมที่ 22 ° C เป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ก่อนเริ่มการศึกษา หนูสามารถใช้ 45% hfd ad libitum หลังจากการปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อมเป็นเวลาสองวันจะมีการรวบรวมข้อมูลพื้นฐาน ต่อจากนั้นอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น 2 ° C ทุกวันที่ 06:00 (จุดเริ่มต้นของเฟสแสง) ข้อมูลจะถูกนำเสนอเป็นค่าเฉลี่ย±ข้อผิดพลาดมาตรฐานของค่าเฉลี่ยและระยะมืด (18: 00–06: 00 ชั่วโมง) แสดงด้วยกล่องสีเทา ค่าใช้จ่ายด้านพลังงาน (kcal/h), B ค่าใช้จ่ายพลังงานรวมที่อุณหภูมิต่าง ๆ (kcal/24 ชั่วโมง), อัตราแลกเปลี่ยนระบบทางเดินหายใจ C (VCO2/VO2: 0.7–1.0), ค่าเฉลี่ยของแสงและมืด (VCO2/VO2) (ค่าศูนย์หมายถึง 0.7) E การบริโภคอาหารสะสม (G), F 24H การบริโภคอาหารทั้งหมด, G 24H การบริโภคน้ำทั้งหมด (ML), การบริโภคน้ำรวม 24 ชั่วโมง, ระดับน้ำสะสมฉันระดับกิจกรรมสะสม (M) และ J ระดับกิจกรรมทั้งหมด (M/24H) - หนูถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิที่ระบุเป็นเวลา 48 ชั่วโมง ข้อมูลที่แสดงสำหรับ 24, 26, 28 และ 30 ° C อ้างถึง 24 ชั่วโมงสุดท้ายของแต่ละรอบ หนูถูกเก็บรักษาไว้ที่ 45% HFD จนกระทั่งสิ้นสุดการศึกษา นัยสำคัญทางสถิติได้รับการทดสอบโดยการวัดซ้ำของ ANOVA ทางเดียวตามด้วยการทดสอบการเปรียบเทียบหลายครั้งของ Tukey เครื่องหมายดอกจันบ่งชี้ถึงความสำคัญสำหรับค่าเริ่มต้นที่ 22 ° C การแรเงาบ่งบอกถึงความสำคัญระหว่างกลุ่มอื่นตามที่ระบุไว้ *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 <0.0001ค่าเฉลี่ยถูกคำนวณสำหรับระยะเวลาการทดลองทั้งหมด (0-192 ชั่วโมง) n = 7
ในการทดลองอีกชุดหนึ่งเราตรวจสอบผลกระทบของอุณหภูมิแวดล้อมต่อพารามิเตอร์เดียวกัน แต่คราวนี้ระหว่างกลุ่มของหนูที่ถูกเก็บไว้อย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิที่แน่นอน หนูถูกแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มเพื่อลดการเปลี่ยนแปลงทางสถิติในค่าเฉลี่ยและค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของน้ำหนักตัวไขมันและน้ำหนักตัวปกติ (รูปที่ 3A - C) หลังจาก 7 วันของการปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อม EE 4.5 วัน EE ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากอุณหภูมิแวดล้อมทั้งในช่วงเวลากลางวันและในเวลากลางคืน (รูปที่ 3D) และเพิ่มขึ้นเชิงเส้นเมื่ออุณหภูมิลดลงจาก 27.5 ° C เป็น 22 ° C (รูปที่ 3E) เมื่อเทียบกับกลุ่มอื่น RER ของกลุ่ม 25 ° C นั้นค่อนข้างลดลงและไม่มีความแตกต่างระหว่างกลุ่มที่เหลือ (รูปที่ 3F, G) การบริโภคอาหารขนานกับรูปแบบ EE เพิ่มขึ้นประมาณ 30% ที่ 22 ° C เมื่อเทียบกับ 30 ° C (รูปที่ 3H, I) การใช้น้ำและระดับกิจกรรมไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างกลุ่ม (รูปที่ 3J, K) การสัมผัสกับอุณหภูมิที่แตกต่างกันนานถึง 33 วันไม่ได้นำไปสู่ความแตกต่างของน้ำหนักตัวมวลลีนและมวลไขมันระหว่างกลุ่ม (รูปที่ 3N-S) แต่ส่งผลให้มวลร่างกายลดลงประมาณ 15% เมื่อเทียบกับ คะแนนที่รายงานด้วยตนเอง (รูปที่ 3N-S) 3B, R, C)) และมวลไขมันเพิ่มขึ้นมากกว่า 2 ครั้ง (จาก ~ 1 g ถึง 2–3 กรัม, รูปที่ 3C, T, C) น่าเสียดายที่ตู้ 30 ° C มีข้อผิดพลาดในการสอบเทียบและไม่สามารถให้ข้อมูล EE และ RER ที่แม่นยำ
- น้ำหนักตัว (a), มวลลีน (B) และมวลไขมัน (c) หลังจาก 8 วัน (หนึ่งวันก่อนถ่ายโอนไปยังระบบเซเบิล) D การใช้พลังงาน (kcal/h) E การใช้พลังงานเฉลี่ย (0–108 ชั่วโมง) ที่อุณหภูมิต่าง ๆ (kcal/24 ชั่วโมง) อัตราส่วนการแลกเปลี่ยนทางเดินหายใจ (RER) (VCO2/VO2) G หมายถึง RER (VCO2/VO2) การบริโภคอาหารทั้งหมด (G) ฉันหมายถึงการบริโภคอาหาร (g/24 ชั่วโมง) J ปริมาณน้ำทั้งหมด (ML) K การใช้น้ำเฉลี่ย (ML/24 ชั่วโมง) l ระดับกิจกรรมสะสม (M) M ระดับกิจกรรมเฉลี่ย (m/24 ชั่วโมง) N น้ำหนักตัวในวันที่ 18 o เปลี่ยนน้ำหนักตัว (ตั้งแต่ -8 ถึง 18 วัน), P lean Mass ในวันที่ 18, การเปลี่ยนแปลงของมวลลีน (ตั้งแต่ -8 ถึง 18 วัน), มวลไขมันในวันที่ 18 วันที่ 18 และการเปลี่ยนแปลงของมวลไขมัน (จาก -8 ถึง 18 วัน) นัยสำคัญทางสถิติของมาตรการซ้ำได้รับการทดสอบโดย OneWay-Anova ตามด้วยการทดสอบการเปรียบเทียบหลายครั้งของ 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 <0.0001ข้อมูลจะถูกนำเสนอเป็นค่าเฉลี่ย + ข้อผิดพลาดมาตรฐานของค่าเฉลี่ย, เฟสมืด (18: 00-06: 00 h) แสดงด้วยกล่องสีเทา จุดบนฮิสโตแกรมเป็นตัวแทนของหนูแต่ละตัว ค่าเฉลี่ยถูกคำนวณสำหรับระยะเวลาการทดลองทั้งหมด (0-108 ชั่วโมง) n = 7
หนูถูกจับคู่ในน้ำหนักตัวมวลลีนและมวลไขมันที่พื้นฐาน (รูปที่ 4A - C) และรักษาไว้ที่ 22, 25, 27.5 และ 30 ° C เช่นเดียวกับในการศึกษากับหนูที่มีน้ำหนักปกติ - เมื่อเปรียบเทียบกลุ่มของหนูความสัมพันธ์ระหว่าง EE และอุณหภูมิแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์เชิงเส้นที่คล้ายกันกับอุณหภูมิเมื่อเวลาผ่านไปในหนูตัวเดียวกัน ดังนั้นหนูที่เก็บไว้ที่ 22 ° C ใช้พลังงานมากกว่า 30% มากกว่าหนูที่เก็บไว้ที่ 30 ° C (รูปที่ 4D, E) เมื่อศึกษาผลกระทบในสัตว์อุณหภูมิไม่ได้ส่งผลกระทบต่อ RER เสมอ (รูปที่ 4F, G) การบริโภคอาหารการบริโภคน้ำและกิจกรรมไม่ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากอุณหภูมิ (รูปที่ 4H - M) หลังจาก 33 วันของการเลี้ยงหนูที่ 30 ° C มีน้ำหนักตัวสูงกว่าหนูที่ 22 ° C (รูปที่ 4N) เมื่อเปรียบเทียบกับจุดพื้นฐานที่เกี่ยวข้องหนูที่เลี้ยงที่ 30 ° C มีน้ำหนักตัวสูงกว่าหนูที่เลี้ยงที่ 22 ° C (ค่าเฉลี่ย±ข้อผิดพลาดมาตรฐานของค่าเฉลี่ย: รูปที่ 4O) การเพิ่มน้ำหนักที่ค่อนข้างสูงขึ้นเกิดจากการเพิ่มขึ้นของมวลไขมัน (รูปที่ 4p, q) มากกว่าการเพิ่มขึ้นของมวลลีน (รูปที่ 4R, S) สอดคล้องกับค่า EE ที่ต่ำกว่าที่ 30 ° C การแสดงออกของยีนค้างคาวหลายตัวที่เพิ่มการทำงานของ BAT/กิจกรรมลดลงที่ 30 ° C เมื่อเทียบกับ 22 ° C: ADRA1A, ADRB3 และ PRDM16 ยีนสำคัญอื่น ๆ ที่เพิ่มการทำงาน/กิจกรรมของ BAT ไม่ได้รับผลกระทบ: SEMA3A (การควบคุมการเจริญเติบโตของ Neurite), TFAM (mitochondrial biogenesis), ADRB1, ADRA2A, PCK1 (gluconeogenesis) และ CPT1A น่าแปลกที่ UCP1 และ VEGF-A ที่เกี่ยวข้องกับกิจกรรมความร้อนที่เพิ่มขึ้นไม่ได้ลดลงในกลุ่ม 30 ° C ในความเป็นจริงระดับ UCP1 ในหนูสามตัวสูงกว่าในกลุ่ม 22 ° C และ VEGF-A และ ADRB2 สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่ม 22 ° C หนูที่เก็บรักษาไว้ที่ 25 ° C และ 27.5 ° C แสดงว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลง (รูปที่ 1 เพิ่มเติม)
- น้ำหนักตัว (a), มวลลีน (B) และมวลไขมัน (c) หลังจาก 9 วัน (หนึ่งวันก่อนที่จะถ่ายโอนไปยังระบบเซเบิล) D การใช้พลังงาน (ee, kcal/h) E การใช้พลังงานเฉลี่ย (0–96 ชั่วโมง) ที่อุณหภูมิต่าง ๆ (kcal/24 ชั่วโมง) อัตราส่วนการแลกเปลี่ยนทางเดินหายใจ (RER, VCO2/VO2) G หมายถึง RER (VCO2/VO2) การบริโภคอาหารทั้งหมด (G) ฉันหมายถึงการบริโภคอาหาร (g/24 ชั่วโมง) J ปริมาณน้ำทั้งหมด (ML) K การใช้น้ำเฉลี่ย (ML/24 ชั่วโมง) l ระดับกิจกรรมสะสม (M) M ระดับกิจกรรมเฉลี่ย (m/24 ชั่วโมง) N น้ำหนักตัวในวันที่ 23 (g), o การเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักตัว, มวลพนัน p, q การเปลี่ยนแปลงในมวลลีน (g) ในวันที่ 23 เมื่อเทียบกับวันที่ 9 การเปลี่ยนแปลงของมวลไขมัน (g) ที่ 23 วัน, ไขมัน มวล (G) เมื่อเทียบกับวันที่ 8 วันที่ 23 เมื่อเทียบกับ -8 วัน นัยสำคัญทางสถิติของมาตรการซ้ำได้รับการทดสอบโดย OneWay-Anova ตามด้วยการทดสอบการเปรียบเทียบหลายครั้งของ 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 <0.0001ข้อมูลจะถูกนำเสนอเป็นค่าเฉลี่ย + ข้อผิดพลาดมาตรฐานของค่าเฉลี่ย, เฟสมืด (18: 00-06: 00 h) แสดงด้วยกล่องสีเทา จุดบนฮิสโตแกรมเป็นตัวแทนของหนูแต่ละตัว ค่าเฉลี่ยถูกคำนวณสำหรับระยะเวลาการทดลองทั้งหมด (0-96 ชั่วโมง) n = 7
เช่นเดียวกับมนุษย์หนูมักจะสร้างสภาพแวดล้อมขนาดเล็กเพื่อลดการสูญเสียความร้อนต่อสิ่งแวดล้อม ในการหาปริมาณความสำคัญของสภาพแวดล้อมนี้สำหรับ EE เราประเมิน EE ที่ 22, 25, 27.5 และ 30 ° C โดยมีหรือไม่มีเครื่องหนังและวัสดุทำรัง ที่ 22 ° C การเพิ่มสกินมาตรฐานจะลด EE ลงประมาณ 4% การเติมวัสดุทำรังที่ตามมาลดลง EE ลง 3–4% (รูปที่ 5A, B) ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญใน RER การบริโภคอาหารการบริโภคน้ำหรือระดับกิจกรรมด้วยการเพิ่มบ้านหรือสกิน + ผ้าปูที่นอน (รูปที่ 5i - p) การเพิ่มผิวหนังและวัสดุทำรังก็ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ EE ที่ 25 และ 30 ° C แต่การตอบสนองมีขนาดเล็กลง ที่ 27.5 ° C ไม่พบความแตกต่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการทดลองเหล่านี้ EE ลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นในกรณีนี้ต่ำกว่า EE ประมาณ 57% ที่ 30 ° C เมื่อเทียบกับ 22 ° C (รูปที่ 5C - H) การวิเคราะห์เดียวกันนั้นดำเนินการเฉพาะสำหรับเฟสแสงที่ EE ใกล้เคียงกับอัตราการเผาผลาญพื้นฐานเนื่องจากในกรณีนี้หนูส่วนใหญ่พักอยู่ในผิว .
ข้อมูลสำหรับหนูจากที่พักพิงและวัสดุทำรัง (สีน้ำเงินเข้ม) บ้าน แต่ไม่มีวัสดุทำรัง (สีฟ้าอ่อน) และวัสดุบ้านและรัง (สีส้ม) การใช้พลังงาน (ee, kcal/h) สำหรับห้อง A, C, E และ G ที่ 22, 25, 27.5 และ 30 ° C, B, D, F และ H หมายถึง EE (kcal/h) ข้อมูล IP สำหรับหนูที่อยู่ที่ 22 ° C: ฉันอัตราการหายใจ (RER, VCO2/VO2), J หมายถึง RER (VCO2/VO2), K การบริโภคอาหารสะสม (G), L เฉลี่ยอาหาร (G/24 H), M, M ปริมาณน้ำทั้งหมด (ML), N ปริมาณน้ำเฉลี่ย AUC (ML/24H), กิจกรรมทั้งหมด (M), ระดับกิจกรรมเฉลี่ย P (M/24H) ข้อมูลจะถูกนำเสนอเป็นค่าเฉลี่ย + ข้อผิดพลาดมาตรฐานของค่าเฉลี่ย, เฟสมืด (18: 00-06: 00 h) แสดงด้วยกล่องสีเทา จุดบนฮิสโตแกรมเป็นตัวแทนของหนูแต่ละตัว นัยสำคัญทางสถิติของมาตรการซ้ำได้รับการทดสอบโดย OneWay-Anova ตามด้วยการทดสอบการเปรียบเทียบหลายครั้งของ 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 <0.01ค่าเฉลี่ยถูกคำนวณสำหรับระยะเวลาการทดลองทั้งหมด (0-72 ชั่วโมง) n = 7
ในหนูที่มีน้ำหนักปกติ (การอดอาหาร 2-3 ชั่วโมง) การเลี้ยงที่อุณหภูมิต่างกันไม่ได้ส่งผลให้เกิดความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความเข้มข้นของพลาสมาของ TG, 3-HB, คอเลสเตอรอล, ALT และ AST แต่ HDL เป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ รูปที่ 6A-E) การอดอาหารพลาสมาความเข้มข้นของ leptin, อินซูลิน, c-peptide และ glucagon ก็ไม่แตกต่างกันระหว่างกลุ่ม (รูปที่ 6G-J) ในวันที่มีการทดสอบความทนทานต่อกลูโคส (หลังจาก 31 วันที่อุณหภูมิที่แตกต่างกัน) ระดับน้ำตาลในเลือดพื้นฐาน (5-6 ชั่วโมงของการอดอาหาร) อยู่ที่ประมาณ 6.5 มม. โดยไม่มีความแตกต่างระหว่างกลุ่ม การบริหารกลูโคสในช่องปากเพิ่มความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดอย่างมีนัยสำคัญในทุกกลุ่ม แต่ทั้งความเข้มข้นสูงสุดและพื้นที่ที่เพิ่มขึ้นภายใต้เส้นโค้ง (IAUCs) (15–120 นาที) ลดลงในกลุ่มหนูที่อยู่ที่ 30 ° C (จุดเวลาส่วนบุคคล: P <0.05 - p <0.0001, รูปที่ 6K, L) เมื่อเทียบกับหนูที่อยู่ที่ 22, 25 และ 27.5 ° C (ซึ่งไม่แตกต่างกันระหว่างกัน) การบริหารกลูโคสในช่องปากเพิ่มความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดอย่างมีนัยสำคัญในทุกกลุ่ม แต่ทั้งความเข้มข้นสูงสุดและพื้นที่ที่เพิ่มขึ้นภายใต้เส้นโค้ง (IAUCs) (15–120 นาที) ลดลงในกลุ่มหนูที่อยู่ที่ 30 ° C (จุดเวลาส่วนบุคคล: P <0.05 - p <0.0001, รูปที่ 6K, L) เมื่อเทียบกับหนูที่อยู่ที่ 22, 25 และ 27.5 ° C (ซึ่งไม่แตกต่างกัน) пероралноеведениегюкозыначителноовышалоонцентрациюгюкозыивововововоวิด ๆ концентрация, такиощадриращениฤษม (отделныевременныеточки: P <0,05 - P <0,0001, рис. 6k, l) посравнению 5 2 27,27,27 разичалисьмежобой) การบริหารกลูโคสในช่องปากเพิ่มความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดอย่างมีนัยสำคัญในทุกกลุ่ม แต่ทั้งความเข้มข้นสูงสุดและพื้นที่ที่เพิ่มขึ้นภายใต้เส้นโค้ง (IAUC) (15–120 นาที) ลดลงในกลุ่มหนู 30 ° C (จุดเวลาแยก: P <0.05– P <0.0001, รูปที่ 6K, L) เมื่อเทียบกับหนูที่เก็บไว้ที่ 22, 25 และ 27.5 ° C (ซึ่งไม่แตกต่างกัน)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（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。口服给药在的血糖浓度在在在在在，，，，，，，， 浓度， 浓度， 浓度， 浓度，， 浓度，，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。การบริหารกลูโคสในช่องปากเพิ่มความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดอย่างมีนัยสำคัญในทุกกลุ่ม แต่ทั้งความเข้มข้นสูงสุดและพื้นที่ภายใต้เส้นโค้ง (IAUC) (15–120 นาที) ลดลงในกลุ่มหนู 30 ° C-Fed (จุดเวลาทั้งหมด): P <0,05 - P <0,0001, рис : P <0.05 - P <0.0001, รูปที่6l, l) เปรียบเทียบกับหนูที่เก็บไว้ที่ 22, 25 และ 27.5 ° C (ไม่แตกต่างกัน)
ความเข้มข้นของพลาสม่าของ TG, 3-HB, คอเลสเตอรอล, HDL, ALT, AST, FFA, กลีเซอรอล, leptin, อินซูลิน, c-peptide และ glucagon แสดงในหนูตัวผู้ (AL) หลังจาก 33 วันของการให้อาหารที่อุณหภูมิที่ระบุที่ระบุ . หนูไม่ได้รับ 2-3 ชั่วโมงก่อนการสุ่มตัวอย่างเลือด ข้อยกเว้นคือการทดสอบความทนทานต่อกลูโคสในช่องปากซึ่งดำเนินการสองวันก่อนสิ้นสุดการศึกษาหนูที่อดอาหารเป็นเวลา 5-6 ชั่วโมงและเก็บไว้ที่อุณหภูมิที่เหมาะสมเป็นเวลา 31 วัน หนูถูกท้าทายด้วยน้ำหนักตัว 2 กรัม/กก. พื้นที่ภายใต้ข้อมูลเส้นโค้ง (L) แสดงเป็นข้อมูลที่เพิ่มขึ้น (IAUC) ข้อมูลจะถูกนำเสนอเป็นค่าเฉลี่ย± SEM จุดเป็นตัวแทนของตัวอย่างบุคคล *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
ใน DIO Mice (ยังอดอาหารเป็นเวลา 2-3 ชั่วโมง), พลาสมาคอเลสเตอรอล, HDL, Alt, AST และ FFA ไม่แตกต่างกันระหว่างกลุ่ม ทั้ง TG และกลีเซอรอลเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่ม 30 ° C เมื่อเทียบกับกลุ่ม 22 ° C (รูปที่ 7A - H) ในทางตรงกันข้าม 3-GB ต่ำกว่า 25% ที่ 30 ° C เมื่อเทียบกับ 22 ° C (รูปที่ 7B) ดังนั้นถึงแม้ว่าหนูยังคงอยู่ที่ 22 ° C มีความสมดุลของพลังงานบวกโดยรวมตามที่แนะนำโดยการเพิ่มน้ำหนักความแตกต่างในความเข้มข้นของพลาสมาของ TG, กลีเซอรอลและ 3-HB แนะนำว่าหนูที่ 22 ° C เมื่อการสุ่มตัวอย่างน้อยกว่าที่ 22 °ที่ 22 ° ค. ° C หนูที่เลี้ยงที่อุณหภูมิ 30 ° C อยู่ในสถานะเชิงลบที่ค่อนข้างกระฉับกระเฉง สอดคล้องกับสิ่งนี้ความเข้มข้นของตับของกลีเซอรอลที่สกัดได้และ TG แต่ไม่ใช่ไกลโคเจนและคอเลสเตอรอลสูงกว่าในกลุ่ม 30 ° C (รูปที่ 3A-D เสริม) เพื่อตรวจสอบว่าความแตกต่างที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิใน lipolysis (ซึ่งวัดโดยพลาสมา TG และกลีเซอรอล) เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงภายในในไขมัน epididymal หรือไขมันขาหนีบเราสกัดเนื้อเยื่อไขมันจากร้านค้าเหล่านี้ในตอนท้ายของการศึกษาและกรดไขมันอิสระ วิฟ และการเปิดตัวกลีเซอรอล ในทุกกลุ่มทดลองตัวอย่างเนื้อเยื่อไขมันจากคลังน้ำอสุจิและขาหนีบมีการเพิ่มขึ้นอย่างน้อยสองเท่าในการผลิตกลีเซอรอลและ FFA ในการตอบสนองต่อการกระตุ้น isoproterenol (รูปที่ 4A-D) อย่างไรก็ตามไม่พบผลกระทบของอุณหภูมิของเปลือกหอยต่อการสลาย lipolysis ที่มีการกระตุ้น สอดคล้องกับน้ำหนักตัวและมวลไขมันที่สูงขึ้นระดับ leptin ในพลาสมาสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่ม 30 ° C มากกว่าในกลุ่ม 22 ° C (รูปที่ 7i) ในทางตรงกันข้ามระดับพลาสมาของอินซูลินและ C-peptide ไม่แตกต่างกันระหว่างกลุ่มอุณหภูมิ (รูปที่ 7K, K) แต่พลาสมากลูคากอนแสดงการพึ่งพาอุณหภูมิ แต่ในกรณีนี้เกือบ 22 ° C ในกลุ่มตรงกันข้าม ถึง 30 ° C จาก. กลุ่ม C (รูปที่ 7L) FGF21 ไม่แตกต่างกันระหว่างกลุ่มอุณหภูมิที่แตกต่างกัน (รูปที่ 7M) ในวันที่ OGTT ระดับน้ำตาลในเลือดพื้นฐานอยู่ที่ประมาณ 10 มม. และไม่แตกต่างกันระหว่างหนูที่อยู่ในอุณหภูมิต่างกัน (รูปที่ 7N) การบริหารกลูโคสในช่องปากเพิ่มระดับน้ำตาลในเลือดและสูงสุดในทุกกลุ่มที่ความเข้มข้นประมาณ 18 มม. 15 นาทีหลังจากการใช้ยา ไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญใน IAUC (15–120 นาที) และความเข้มข้นที่จุดเวลาที่แตกต่างกันหลังปริมาณ (15, 30, 60, 90 และ 120 นาที) (รูปที่ 7N, O)
ความเข้มข้นของพลาสม่าของ TG, 3-HB, คอเลสเตอรอล, HDL, ALT, AST, FFA, กลีเซอรอล, เลปติน, อินซูลิน, C-peptide, glucagon และ FGF21 ถูกแสดงในหนูตัวผู้ (AO) หลังจาก 33 วันของการให้อาหาร อุณหภูมิที่ระบุ หนูไม่ได้รับ 2-3 ชั่วโมงก่อนการสุ่มตัวอย่างเลือด การทดสอบความทนทานต่อกลูโคสในช่องปากเป็นข้อยกเว้นเนื่องจากดำเนินการในขนาด 2 กรัม/กก. น้ำหนักตัวสองวันก่อนสิ้นสุดการศึกษาในหนูที่อดอาหารเป็นเวลา 5-6 ชั่วโมงและเก็บไว้ที่อุณหภูมิที่เหมาะสมเป็นเวลา 31 วัน พื้นที่ภายใต้ข้อมูลเส้นโค้ง (O) จะแสดงเป็นข้อมูลที่เพิ่มขึ้น (IAUC) ข้อมูลจะถูกนำเสนอเป็นค่าเฉลี่ย± SEM จุดเป็นตัวแทนของตัวอย่างบุคคล *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
ความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูลหนูไปยังมนุษย์เป็นปัญหาที่ซับซ้อนซึ่งมีบทบาทสำคัญในการตีความความสำคัญของการสังเกตในบริบทของการวิจัยทางสรีรวิทยาและเภสัชวิทยา ด้วยเหตุผลทางเศรษฐกิจและเพื่ออำนวยความสะดวกในการวิจัยหนูมักจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องต่ำกว่าเขตเทอร์โมเนตรัลทำให้เกิดการเปิดใช้งานระบบสรีรวิทยาการชดเชยที่หลากหลายซึ่งเพิ่มอัตราการเผาผลาญและอาจทำให้การแปลลดลง 9 ดังนั้นการได้รับหนูถึงความเย็นอาจทำให้หนูทนต่อโรคอ้วนที่เกิดจากอาหารและอาจป้องกันระดับน้ำตาลในเลือดสูงในหนูที่ได้รับการรักษาด้วยสเตรปโตโซโตซินเนื่องจากการขนส่งกลูโคสที่ไม่ขึ้นกับอินซูลิน อย่างไรก็ตามยังไม่ชัดเจนว่าการสัมผัสกับอุณหภูมิที่เกี่ยวข้องต่าง ๆ เป็นเวลานาน (จากห้องไปจนถึงเทอร์โมนัท) ส่งผลกระทบต่อสภาวะสมดุลพลังงานที่แตกต่างกันของหนูที่มีน้ำหนักปกติ (บนอาหาร) และ DIO หนู (บน HFD) ซึ่งพวกเขาสามารถปรับสมดุลการเพิ่มขึ้นของ EE ด้วยการเพิ่มขึ้นของการบริโภคอาหาร การศึกษาที่นำเสนอในบทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อนำความชัดเจนมาสู่หัวข้อนี้
เราแสดงให้เห็นว่าในหนูที่มีน้ำหนักปกติและหนูตัวผู้ DIO, EE มีความสัมพันธ์แบบผกผันกับอุณหภูมิห้องระหว่าง 22 และ 30 ° C ดังนั้น EE ที่ 22 ° C สูงกว่า 30% ที่ 30 ° C ในทั้งสองรุ่นเมาส์ อย่างไรก็ตามความแตกต่างที่สำคัญระหว่างหนูที่มีน้ำหนักปกติและหนู DIO คือในขณะที่หนูที่มีน้ำหนักปกติจับคู่ EE ที่อุณหภูมิต่ำกว่าโดยการปรับปริมาณอาหารตามลำดับการบริโภคอาหารของหนู DIO นั้นแตกต่างกันไปในระดับที่แตกต่างกัน อุณหภูมิการศึกษามีความคล้ายคลึงกัน หลังจากหนึ่งเดือนหนู Dio เก็บไว้ที่ 30 ° C ได้รับน้ำหนักตัวและมวลไขมันมากกว่าหนูที่เก็บไว้ที่ 22 ° C ในขณะที่มนุษย์ปกติเก็บไว้ที่อุณหภูมิเดียวกันและในช่วงเวลาเดียวกันก็ไม่ได้นำไปสู่ไข้ ความแตกต่างที่ขึ้นอยู่กับน้ำหนักตัว หนูน้ำหนัก เมื่อเทียบกับอุณหภูมิใกล้กับ thermoneutral หรือที่อุณหภูมิห้องการเจริญเติบโตที่อุณหภูมิห้องส่งผลให้หนู DIO หรือหนูน้ำหนักปกติในอาหารที่มีไขมันสูง แต่ไม่ได้อยู่ในอาหารของหนูน้ำหนักปกติเพื่อเพิ่มน้ำหนักค่อนข้างน้อย ร่างกาย. ได้รับการสนับสนุนจากการศึกษาอื่น ๆ 17,18,19,20,21 แต่ไม่ใช่ทั้งหมด 22,23
ความสามารถในการสร้าง microenvironment เพื่อลดการสูญเสียความร้อนนั้นถูกตั้งสมมติฐานว่าจะเปลี่ยนความเป็นกลางทางความร้อนไปทางซ้าย 8, 12 ในการศึกษาของเราทั้งการเพิ่มวัสดุทำรังและการปกปิดลดลง EE แต่ไม่ได้ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงถึง 28 ° C ดังนั้นข้อมูลของเราไม่สนับสนุนว่าจุดต่ำสุดของความร้อนในหนูตัวเดียวที่มีหรือไม่มีบ้านที่ได้รับการตกแต่งด้านสิ่งแวดล้อมควรเป็น 26-28 ° C ตามที่แสดง 8,12 แต่สนับสนุนการศึกษาอื่น ๆ ที่แสดงความร้อน อุณหภูมิ 30 ° C ในหนูจุดต่ำ 7, 10, 24. ในเรื่องที่ซับซ้อนจุดเทอร์โมนัลในหนูแสดงให้เห็นว่าไม่คงที่ในระหว่างวันเนื่องจากมันลดลงในช่วงที่พัก (แสง) อาจเป็นเพราะแคลอรี่ที่ต่ำกว่า การผลิตอันเป็นผลมาจากกิจกรรมและการสร้างความร้อนที่เกิดจากอาหาร ดังนั้นในระยะแสงจุดล่างของความเป็นกลางทางความร้อนกลายเป็น ~ 29 °сและในช่วงมืด ~ 33 °°
ในที่สุดความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิโดยรอบและการใช้พลังงานทั้งหมดจะถูกกำหนดโดยการกระจายความร้อน ในบริบทนี้อัตราส่วนของพื้นที่ผิวต่อปริมาตรเป็นปัจจัยสำคัญของความไวต่อความร้อนซึ่งมีผลต่อการกระจายความร้อน (พื้นที่ผิว) และการสร้างความร้อน (ปริมาตร) นอกจากพื้นที่ผิวแล้วการถ่ายเทความร้อนยังถูกกำหนดโดยฉนวน (อัตราการถ่ายเทความร้อน) ในมนุษย์มวลไขมันสามารถลดการสูญเสียความร้อนได้โดยการสร้างสิ่งกีดขวางฉนวนรอบ ๆ เปลือกหอยและมีการแนะนำว่ามวลไขมันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับฉนวนกันความร้อนในหนูลดจุดเทอร์โมนัลและลดความไวของอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเป็นกลางความร้อน ( ความลาดชันของเส้นโค้ง) อุณหภูมิแวดล้อมเมื่อเทียบกับ EE) 12. การศึกษาของเราไม่ได้ออกแบบมาเพื่อประเมินความสัมพันธ์สมมุติฐานนี้โดยตรงเนื่องจากข้อมูลองค์ประกอบของร่างกายถูกรวบรวม 9 วันก่อนที่จะรวบรวมข้อมูลค่าใช้จ่ายพลังงานและเนื่องจากมวลไขมันไม่มั่นคงตลอดการศึกษา อย่างไรก็ตามเนื่องจากน้ำหนักปกติและหนู DIO มี EE ต่ำกว่า 30% ที่ 30 ° C มากกว่าที่ 22 ° C แม้จะมีความแตกต่างอย่างน้อย 5 เท่าในมวลไขมันข้อมูลของเราไม่สนับสนุนว่าโรคอ้วนควรให้ฉนวนพื้นฐาน ปัจจัยอย่างน้อยไม่อยู่ในช่วงอุณหภูมิที่ตรวจสอบ นี่เป็นไปตามการศึกษาอื่น ๆ ที่ออกแบบมาเพื่อสำรวจสิ่งนี้ 4,24 ในการศึกษาเหล่านี้ผลของฉนวนของโรคอ้วนมีขนาดเล็ก แต่พบว่าขนสัตว์นั้นให้ 30-50% ของฉนวนกันความร้อนทั้งหมด 4,24 อย่างไรก็ตามในหนูที่ตายแล้วค่าการนำความร้อนเพิ่มขึ้นประมาณ 450% ทันทีหลังความตายแสดงให้เห็นว่าผลกระทบของการเป็นฉนวนของขนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับกลไกทางสรีรวิทยารวมถึง vasoconstriction เพื่อทำงาน นอกเหนือจากความแตกต่างของสปีชีส์ในขนระหว่างหนูและมนุษย์แล้วผลการป้องกันที่ไม่ดีของโรคอ้วนในหนูอาจได้รับอิทธิพลจากการพิจารณาต่อไปนี้: ปัจจัยฉนวนของมวลไขมันของมนุษย์ส่วนใหญ่เป็นสื่อกลางโดยมวลไขมันใต้ผิวหนัง (ความหนา) 26,27 โดยทั่วไปในหนูน้อยกว่า 20% ของสัตว์อ้วนทั้งหมด 28 นอกจากนี้มวลไขมันโดยรวมอาจไม่ได้เป็นมาตรการที่ไม่ดีของฉนวนกันความร้อนของแต่ละบุคคลเนื่องจากเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าฉนวนกันความร้อนที่ดีขึ้นจะถูกชดเชยด้วยการเพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในพื้นที่ผิว (และเพิ่มการสูญเสียความร้อน) เมื่อมวลไขมันเพิ่มขึ้น -
ในหนูที่มีน้ำหนักปกติความเข้มข้นของพลาสม่าการอดอาหารของ TG, 3-HB, คอเลสเตอรอล, HDL, ALT และ AST ไม่เปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิต่าง ๆ เป็นเวลาเกือบ 5 สัปดาห์อาจเป็นเพราะหนูอยู่ในสภาวะสมดุลพลังงานเดียวกัน มีน้ำหนักและองค์ประกอบของร่างกายเหมือนกันในตอนท้ายของการศึกษา สอดคล้องกับความคล้ายคลึงกันในมวลไขมันไม่มีความแตกต่างในระดับ leptin พลาสมาหรือในอินซูลินอดอาหาร, c-peptide และ glucagon พบสัญญาณเพิ่มเติมใน Dio Mice แม้ว่าหนูที่อุณหภูมิ 22 องศาเซล คีโตนสูง การผลิตโดยร่างกาย (3-GB) และการลดลงของความเข้มข้นของกลีเซอรอลและ TG ในพลาสมา อย่างไรก็ตามความแตกต่างที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิใน lipolysis ไม่ปรากฏว่าเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงที่แท้จริงในไขมัน epididymal หรือขาหนีบเช่นการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของไลเปส adipohormone-responsive เนื่องจาก FFA และ glycerol ที่ปล่อยออกมาจากไขมันที่สกัดจากคลังเหล่านี้อยู่ระหว่างอุณหภูมิระหว่างอุณหภูมิ กลุ่มมีความคล้ายคลึงกัน แม้ว่าเราจะไม่ได้ตรวจสอบน้ำเสียงที่เห็นอกเห็นใจในการศึกษาปัจจุบัน แต่คนอื่น ๆ พบว่ามัน (ขึ้นอยู่กับอัตราการเต้นของหัวใจและความดันเฉลี่ยของหลอดเลือด) มีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงกับอุณหภูมิแวดล้อมในหนูและต่ำกว่าที่ 30 ° C ที่ 22 ° C 20% C ดังนั้นความแตกต่างที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิในน้ำเสียงที่เห็นอกเห็นใจอาจมีบทบาทในการสลายไขมันในการศึกษาของเรา แต่เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของน้ำเสียงที่เห็นอกเห็นใจกระตุ้นให้เกิดการกระตุ้นมากกว่าการยับยั้ง lipolysis กลไกอื่น ๆ อาจต่อต้านการลดลงของหนูที่เพาะเลี้ยง บทบาทที่เป็นไปได้ในการสลายไขมันในร่างกาย อุณหภูมิห้อง นอกจากนี้ส่วนหนึ่งของผลการกระตุ้นของน้ำเสียงที่เห็นอกเห็นใจต่อการสลายไขมันนั้นเป็นสื่อกลางทางอ้อมโดยการยับยั้งการหลั่งอินซูลินที่แข็งแกร่งโดยเน้นถึงผลกระทบของการเสริมอินซูลินการเสริม lipolysis30 แต่ในการศึกษาของเราการอดอาหารอินซูลินพลาสม่า ไม่เพียงพอที่จะเปลี่ยน lipolysis แต่เราพบว่าความแตกต่างของสถานะพลังงานน่าจะเป็นผู้สนับสนุนหลักของความแตกต่างเหล่านี้ใน DIO Mice เหตุผลพื้นฐานที่นำไปสู่การควบคุมการบริโภคอาหารที่ดีขึ้นกับ EE ในหนูที่มีน้ำหนักปกติต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม อย่างไรก็ตามโดยทั่วไปการบริโภคอาหารจะถูกควบคุมโดย homeostatic และ cues cues 31,32,33 แม้ว่าจะมีการถกเถียงกันว่าสัญญาณใดที่มีความสำคัญมากกว่าเชิงปริมาณ แต่ 31,32,33 เป็นที่ทราบกันดีว่าการบริโภคอาหารที่มีไขมันสูงในระยะยาวนำไปสู่พฤติกรรมการกินที่มีความสุขมากขึ้น Homeostasis - - อาหารที่ควบคุมได้ 34,35,36 ดังนั้นพฤติกรรมการให้อาหาร hedonic ที่เพิ่มขึ้นของหนู DIO ที่ได้รับการรักษาด้วย 45% HFD อาจเป็นหนึ่งในเหตุผลที่หนูเหล่านี้ไม่สมดุลการบริโภคอาหารกับ EE ที่น่าสนใจคือความแตกต่างของฮอร์โมนความอยากอาหารและฮอร์โมนที่ควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดก็ถูกพบในหนู DIO ที่ควบคุมอุณหภูมิ แต่ไม่ได้อยู่ในหนูที่มีน้ำหนักปกติ ในหนู DIO ระดับ leptin พลาสมาเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิและระดับกลูคากอนลดลงตามอุณหภูมิ ขอบเขตที่อุณหภูมิสามารถมีอิทธิพลโดยตรงต่อความแตกต่างเหล่านี้สมควรได้รับการศึกษาเพิ่มเติม แต่ในกรณีของ leptin ความสมดุลของพลังงานเชิงลบเชิงลบสัมพัทธ์และทำให้มวลไขมันลดลงในหนูที่ 22 ° C มีบทบาทสำคัญอย่างแน่นอน มีความสัมพันธ์สูง 37 อย่างไรก็ตามการตีความสัญญาณกลูคากอนนั้นทำให้งงมากขึ้น เช่นเดียวกับอินซูลินการหลั่งกลูคากอนถูกยับยั้งอย่างรุนแรงโดยการเพิ่มขึ้นของน้ำเสียงที่เห็นอกเห็นใจ แต่น้ำเสียงที่เห็นอกเห็นใจสูงสุดถูกคาดการณ์ว่าจะอยู่ในกลุ่ม 22 ° C ซึ่งมีความเข้มข้นของพลาสมากลูคากอนที่สูงที่สุด อินซูลินเป็นอีกหนึ่งตัวควบคุมที่แข็งแกร่งของพลาสมากลูคากอนและความต้านทานต่ออินซูลินและโรคเบาหวานชนิดที่ 2 มีความสัมพันธ์อย่างมากกับการอดอาหารและ hyperglucagonemia ภายหลังตอนกลางวัน 38,39 อย่างไรก็ตามหนู DIO ในการศึกษาของเราก็ไม่ได้รับอินซูลินดังนั้นสิ่งนี้จึงไม่สามารถเป็นปัจจัยหลักในการเพิ่มขึ้นของการส่งสัญญาณกลูคากอนในกลุ่ม 22 ° C ปริมาณไขมันในตับยังมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของกลูคากอนพลาสมากลไกซึ่งในทางกลับกันอาจรวมถึงการดื้อต่อกลูคากอนตับลดลงการผลิตยูเรียลดลงความเข้มข้นของกรดอะมิโนที่ไหลเวียนและเพิ่มการหลั่งกรดอะมิโน 42. อย่างไรก็ตามเนื่องจากความเข้มข้นของกลีเซอรอลและ TG ที่สกัดได้ไม่แตกต่างกันระหว่างกลุ่มอุณหภูมิในการศึกษาของเราสิ่งนี้จึงไม่สามารถเป็นปัจจัยที่มีศักยภาพในการเพิ่มความเข้มข้นของพลาสมาในกลุ่ม 22 ° C Triiodothyronine (T3) มีบทบาทสำคัญในอัตราการเผาผลาญโดยรวมและการเริ่มต้นของการป้องกันการเผาผลาญต่อ Hypothermia43,44 ดังนั้นความเข้มข้นของพลาสม่า T3 ซึ่งอาจถูกควบคุมโดยกลไกการไกล่เกลี่ยจากส่วนกลาง 45,46 เพิ่มขึ้นทั้งหนูและมนุษย์ภายใต้สภาวะเทอร์โมเนตรัลน้อยกว่า 45 แม้ว่าการเพิ่มขึ้นของมนุษย์นั้นมีขนาดเล็กลง สิ่งนี้สอดคล้องกับการสูญเสียความร้อนต่อสิ่งแวดล้อม เราไม่ได้วัดความเข้มข้นของพลาสม่า T3 ในการศึกษาปัจจุบัน แต่ความเข้มข้นอาจลดลงในกลุ่ม 30 ° C ซึ่งอาจอธิบายผลของกลุ่มนี้ต่อระดับกลูคากอนพลาสมาตามที่เรา (อัพเดทรูปที่ 5A) และคนอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่า T3 เพิ่มพลาสมากลูคากอนในลักษณะที่ขึ้นกับปริมาณ ฮอร์โมนต่อมไทรอยด์ได้รับการรายงานเพื่อกระตุ้นการแสดงออกของ FGF21 ในตับ เช่นเดียวกับกลูคากอนความเข้มข้นของพลาสม่า FGF21 ก็เพิ่มขึ้นด้วยความเข้มข้นของพลาสมา T3 (รูปที่ 5B เสริมและอ้างอิง 48) แต่เมื่อเทียบกับกลูคากอนความเข้มข้นของพลาสมา FGF21 ในการศึกษาของเราไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ เหตุผลพื้นฐานสำหรับความคลาดเคลื่อนนี้ต้องการการศึกษาเพิ่มเติม แต่การเหนี่ยวนำ FGF21 ที่ขับเคลื่อนด้วย T3 ควรเกิดขึ้นในระดับที่สูงขึ้นของการได้รับ T3 เมื่อเทียบกับการตอบสนองกลูคากอนที่ขับเคลื่อนด้วย T3 (รูปที่ 5B เสริม)
HFD แสดงให้เห็นว่ามีความสัมพันธ์อย่างมากกับความทนทานต่อกลูโคสที่บกพร่องและความต้านทานต่ออินซูลิน (เครื่องหมาย) ในหนูที่เลี้ยงที่อุณหภูมิ 22 ° C อย่างไรก็ตาม HFD ไม่ได้เกี่ยวข้องกับความทนทานต่อกลูโคสที่บกพร่องหรือความต้านทานต่ออินซูลินเมื่อปลูกในสภาพแวดล้อม thermoneutral (กำหนดไว้ที่นี่เป็น 28 ° C) 19 ในการศึกษาของเราความสัมพันธ์นี้ไม่ได้ทำซ้ำในหนู DIO แต่หนูน้ำหนักปกติรักษาไว้ที่ 30 ° C ช่วยเพิ่มความทนทานต่อกลูโคสอย่างมีนัยสำคัญ เหตุผลของความแตกต่างนี้ต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม แต่อาจได้รับอิทธิพลจากความจริงที่ว่าหนู DIO ในการศึกษาของเรามีความต้านทานต่ออินซูลินด้วยความเข้มข้นของพลาสมา C-peptide และความเข้มข้นของอินซูลินสูงกว่าหนูน้ำหนักปกติ 12-20 เท่า และในเลือดท้องว่าง ความเข้มข้นของกลูโคสประมาณ 10 มม. (ประมาณ 6 มม. ที่น้ำหนักตัวปกติ) ซึ่งดูเหมือนว่าจะออกจากหน้าต่างเล็ก ๆ สำหรับผลประโยชน์ที่อาจเกิดขึ้นจากการสัมผัสกับสภาพเทอร์โมนัลเพื่อปรับปรุงการทนต่อกลูโคส ปัจจัยที่ทำให้เกิดความสับสนคือด้วยเหตุผลในทางปฏิบัติ OGTT ดำเนินการที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้นหนูที่อยู่ที่อุณหภูมิสูงกว่านั้นมีความเย็นเล็กน้อยซึ่งอาจส่งผลต่อการดูดกลืน/กวาดล้างกลูโคส อย่างไรก็ตามขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดที่คล้ายกันในกลุ่มอุณหภูมิที่แตกต่างกันการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิโดยรอบอาจไม่ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับการเน้นว่าการเพิ่มอุณหภูมิห้องอาจลดทอนปฏิกิริยาบางอย่างต่อความเครียดที่เย็นซึ่งอาจถามถึงความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูลเมาส์ไปยังมนุษย์ อย่างไรก็ตามยังไม่ชัดเจนว่าอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการรักษาหนูให้เลียนแบบสรีรวิทยาของมนุษย์ คำตอบสำหรับคำถามนี้ยังสามารถได้รับอิทธิพลจากสาขาการศึกษาและจุดสิ้นสุดที่กำลังศึกษา ตัวอย่างนี้คือผลของอาหารต่อการสะสมไขมันตับความทนทานต่อกลูโคสและความต้านทานต่ออินซูลิน 19 ในแง่ของการใช้จ่ายพลังงานนักวิจัยบางคนเชื่อว่าความร้อนเป็นอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเลี้ยงดูเนื่องจากมนุษย์ต้องการพลังงานพิเศษเล็กน้อยเพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกายหลักและพวกเขากำหนดอุณหภูมิรอบเดียวสำหรับหนูผู้ใหญ่ที่ 30 ° C7,10 นักวิจัยคนอื่น ๆ เชื่อว่าอุณหภูมิที่เทียบเคียงได้กับมนุษย์ที่มักจะพบกับหนูตัวโตที่หัวเข่าข้างหนึ่งคือ 23-25 ° C เนื่องจากพวกเขาพบว่าเทอร์โมโทนอุณหภูมิเป็น 26-28 ° C และจากมนุษย์ที่ต่ำกว่า 3 ° C อุณหภูมิวิกฤตที่ต่ำกว่าซึ่งกำหนดไว้ที่นี่เป็น 23 ° C คือ 8.12 เล็กน้อย การศึกษาของเราสอดคล้องกับการศึกษาอื่น ๆ อีกหลายครั้งที่ระบุว่าความเป็นกลางทางความร้อนไม่สามารถทำได้ที่ 26-28 ° C4, 7, 10, 11, 24, 25, แสดงว่า 23-25 ° C ต่ำเกินไป อีกปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาเกี่ยวกับอุณหภูมิห้องและความร้อนในหนูคือที่อยู่อาศัยเดี่ยวหรือกลุ่ม เมื่อหนูถูกเก็บเป็นกลุ่มมากกว่าเป็นรายบุคคลเช่นเดียวกับในการศึกษาของเราความไวของอุณหภูมิลดลงอาจเป็นเพราะการเบียดเสียดของสัตว์ อย่างไรก็ตามอุณหภูมิห้องยังคงต่ำกว่า LTL 25 เมื่อใช้สามกลุ่ม บางทีความแตกต่างของ Interspecies ที่สำคัญที่สุดในเรื่องนี้คือความสำคัญเชิงปริมาณของกิจกรรมค้างคาวเพื่อป้องกันอุณหภูมิ ดังนั้นในขณะที่หนูส่วนใหญ่ชดเชยการสูญเสียแคลอรี่ที่สูงขึ้นของพวกเขาโดยการเพิ่มกิจกรรมค้างคาวซึ่งมากกว่า 60% ee ที่ 5 ° C เพียงอย่างเดียว, 51,52 การมีส่วนร่วมของกิจกรรมค้างคาวของมนุษย์ต่อ EE นั้นสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นการลดกิจกรรมค้างคาวอาจเป็นวิธีสำคัญในการเพิ่มการแปลของมนุษย์ กฎระเบียบของกิจกรรมค้างคาวมีความซับซ้อน แต่มักจะเป็นสื่อกลางโดยผลรวมของการกระตุ้น adrenergic ฮอร์โมนต่อมไทรอยด์และ UCP114,54,55,55,56,57 การแสดงออก ข้อมูลของเราระบุว่าอุณหภูมิจะต้องเพิ่มขึ้นสูงกว่า 27.5 ° C เมื่อเทียบกับหนูที่ 22 ° C เพื่อตรวจจับความแตกต่างในการแสดงออกของยีนค้างคาวที่รับผิดชอบการทำงาน/การเปิดใช้งาน อย่างไรก็ตามความแตกต่างที่พบระหว่างกลุ่มที่ 30 และ 22 ° C ไม่ได้บ่งบอกถึงการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมค้างคาวในกลุ่ม 22 ° C เนื่องจาก UCP1, ADRB2 และ VEGF-A ถูกลดระดับลงในกลุ่ม 22 ° C สาเหตุที่แท้จริงของผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิดเหล่านี้ยังคงถูกกำหนด ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นของพวกเขาอาจไม่สะท้อนสัญญาณของอุณหภูมิห้องที่สูงขึ้น แต่ผลกระทบเฉียบพลันของการเคลื่อนย้ายพวกเขาจาก 30 ° C ถึง 22 ° C ในวันที่กำจัด (หนูมีประสบการณ์ 5-10 นาทีก่อนขึ้น) . -
ข้อ จำกัด ทั่วไปของการศึกษาของเราคือเราศึกษาหนูตัวผู้เท่านั้น การวิจัยอื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่าเพศอาจเป็นการพิจารณาที่สำคัญในข้อบ่งชี้หลักของเราเนื่องจากหนูตัวเมียที่มีหัวเข่าเดี่ยวมีความไวต่ออุณหภูมิมากขึ้นเนื่องจากค่าการนำความร้อนที่สูงขึ้นและรักษาอุณหภูมิแกนกลางที่ควบคุมได้แน่นมากขึ้น นอกจากนี้หนูตัวเมีย (บน HFD) แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ของการบริโภคพลังงานมากขึ้นกับ EE ที่ 30 ° C เมื่อเทียบกับหนูตัวผู้ที่ใช้หนูมากขึ้นในเพศเดียวกัน (20 ° C ในกรณีนี้) 20 ดังนั้นในหนูตัวเมียปริมาณ subthermonetral เอฟเฟกต์จะสูงกว่า แต่มีรูปแบบเช่นเดียวกับในหนูตัวผู้ ในการศึกษาของเราเรามุ่งเน้นไปที่หนูตัวผู้ตัวเดียวเนื่องจากเป็นเงื่อนไขที่การศึกษาเมตาบอลิซึมส่วนใหญ่ตรวจสอบ EE ข้อ จำกัด อีกประการหนึ่งของการศึกษาของเราคือหนูอยู่ในอาหารเดียวกันตลอดการศึกษาซึ่งขัดขวางการศึกษาความสำคัญของอุณหภูมิห้องเพื่อความยืดหยุ่นในการเผาผลาญ (ซึ่งวัดจากการเปลี่ยนแปลง RER สำหรับการเปลี่ยนแปลงอาหารในองค์ประกอบ macronutrient ต่างๆ) ในหนูตัวเมียและตัวผู้ที่เก็บไว้ที่ 20 ° C เมื่อเทียบกับหนูที่สอดคล้องกันที่เก็บไว้ที่ 30 ° C
โดยสรุปการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าเช่นเดียวกับในการศึกษาอื่น ๆ หนูที่มีน้ำหนักปกติรอบ 1 ตัวเป็นเทอร์โมเนตรัลสูงกว่า 27.5 ° C ที่คาดการณ์ไว้ นอกจากนี้การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าโรคอ้วนไม่ได้เป็นปัจจัยที่สำคัญในหนูที่มีน้ำหนักปกติหรือ DIO ส่งผลให้อุณหภูมิใกล้เคียงกัน: อัตราส่วน EE ใน DIO และหนูน้ำหนักปกติ ในขณะที่การบริโภคอาหารของหนูที่มีน้ำหนักปกติสอดคล้องกับ EE และทำให้น้ำหนักตัวที่มั่นคงตลอดช่วงอุณหภูมิทั้งหมดการบริโภคอาหารของหนู DIO นั้นเหมือนกันที่อุณหภูมิที่แตกต่างกัน . ที่ 22 ° C ได้รับน้ำหนักตัวมากขึ้น โดยรวมแล้วการศึกษาอย่างเป็นระบบตรวจสอบความสำคัญที่อาจเกิดขึ้นจากการใช้ชีวิตต่ำกว่าอุณหภูมิเทอร์โมเนตรัลได้รับการรับประกันเนื่องจากความทนทานต่อความทนทานระหว่างเมาส์และการศึกษาของมนุษย์ ตัวอย่างเช่นในการศึกษาโรคอ้วนคำอธิบายบางส่วนสำหรับความสามารถในการแปลที่ยากจนโดยทั่วไปอาจเกิดจากความจริงที่ว่าการศึกษาการลดน้ำหนักของ murine มักจะดำเนินการกับสัตว์เครียดที่มีความเย็นปานกลางที่อุณหภูมิห้องเนื่องจาก EE ที่เพิ่มขึ้น การลดน้ำหนักที่เกินจริงเมื่อเทียบกับน้ำหนักตัวที่คาดหวังของบุคคลโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้ากลไกของการกระทำขึ้นอยู่กับการเพิ่ม EE โดยการเพิ่มกิจกรรมของ BAP ซึ่งทำงานได้มากขึ้นและเปิดใช้งานที่อุณหภูมิห้องมากกว่าที่ 30 ° C
ตามกฎหมายการทดลองสัตว์ของเดนมาร์ก (1987) และสถาบันสุขภาพแห่งชาติ (สิ่งพิมพ์หมายเลข 85-23) และอนุสัญญายุโรปเพื่อการคุ้มครองสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ใช้สำหรับการทดลองและวิทยาศาสตร์อื่น ๆ (สภายุโรปหมายเลข 123, Strasbourg , 1985)
หนูตัวผู้อายุยี่สิบสัปดาห์ C57BL/6J ได้รับจาก Janvier Saint Berthevin Cedex, ฝรั่งเศสและได้รับมาตรฐาน libitum chow (Altromin 1324) และน้ำ (~ 22 ° C) หลังจากแสง 12:12 ชั่วโมง: รอบมืด อุณหภูมิห้อง ได้รับหนูตัวผู้ (20 สัปดาห์) จากซัพพลายเออร์รายเดียวกันและได้รับการเข้าถึงอาหารที่มีไขมันสูง 45% (Cat. No. D12451, Research Diet Inc. , NJ, USA) และน้ำภายใต้เงื่อนไขการเลี้ยง หนูถูกปรับให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมหนึ่งสัปดาห์ก่อนเริ่มการศึกษา สองวันก่อนที่จะถ่ายโอนไปยังระบบแคลอรี่ทางอ้อมหนูถูกชั่งน้ำหนักภายใต้การสแกน MRI (Echomritm, TX, USA) และแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มที่สอดคล้องกับน้ำหนักตัวไขมันและน้ำหนักตัวปกติ
แผนภาพกราฟิกของการออกแบบการศึกษาแสดงในรูปที่ 8 หนูถูกถ่ายโอนไปยังระบบแคลอรี่ทางอ้อมที่ปิดและควบคุมอุณหภูมิที่ Sable Systems Internationals (เนวาดา, สหรัฐอเมริกา) ซึ่งรวมถึงมอนิเตอร์อาหารและคุณภาพน้ำและเฟรม Promethion BZ1 ที่บันทึกไว้ ระดับกิจกรรมโดยการวัดการแตกของลำแสง XYZ หนู (n = 8) ตั้งอยู่ที่ 22, 25, 27.5 หรือ 30 ° C โดยใช้เครื่องนอน แต่ไม่มีที่พักพิงและวัสดุทำรังบนแสง 12: 12 ชั่วโมง: รอบมืด (แสง: 06:00-18:00) . 2500 มล./นาที หนูถูกปรับสภาพเป็นเวลา 7 วันก่อนการลงทะเบียน รวบรวมบันทึกสี่วันติดต่อกัน หลังจากนั้นหนูจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิที่เกี่ยวข้องที่ 25, 27.5 และ 30 ° C เป็นเวลา 12 วันหลังจากนั้นเซลล์จะเพิ่มความเข้มข้นตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง ในขณะเดียวกันกลุ่มของหนูที่เก็บไว้ที่อุณหภูมิ 22 ° C ถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมินี้อีกสองวัน (เพื่อรวบรวมข้อมูลพื้นฐานใหม่) จากนั้นอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเป็นขั้นตอน 2 ° C ทุกวันที่จุดเริ่มต้นของระยะแสง ( 06:00) จนกระทั่งถึง 30 ° C หลังจากนั้นอุณหภูมิจะลดลงเป็น 22 ° C และรวบรวมข้อมูลอีกสองวัน หลังจากสองวันของการบันทึกที่อุณหภูมิ 22 ° C จะมีการเพิ่มสกินลงในเซลล์ทั้งหมดในทุกอุณหภูมิและการรวบรวมข้อมูลเริ่มขึ้นในวันที่สอง (วันที่ 17) และเป็นเวลาสามวัน หลังจากนั้น (วันที่ 20) วัสดุทำรัง (8-10 กรัม) ถูกเพิ่มเข้าไปในเซลล์ทั้งหมดที่จุดเริ่มต้นของวัฏจักรแสง (06:00) และรวบรวมข้อมูลอีกสามวัน ดังนั้นในตอนท้ายของการศึกษาหนูที่เก็บไว้ที่ 22 ° C ถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมินี้เป็นเวลา 21/33 วันและที่ 22 ° C ในช่วง 8 วันที่ผ่านมาในขณะที่หนูที่อุณหภูมิอื่น ๆ ถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมินี้เป็นเวลา 33 วัน /33 วัน หนูถูกเลี้ยงในช่วงระยะเวลาการศึกษา
น้ำหนักปกติและหนู DIO ทำตามขั้นตอนการศึกษาเดียวกัน ในวันที่ -9 หนูถูกชั่งน้ำหนัก MRI สแกนและแบ่งออกเป็นกลุ่มที่เทียบเท่ากับน้ำหนักตัวและองค์ประกอบของร่างกาย ในวันที่ -7 หนูถูกถ่ายโอนไปยังระบบความร้อนทางอ้อมที่ควบคุมอุณหภูมิปิดที่ผลิตโดย Sable Systems International (Nevada, USA) หนูถูกตั้งอยู่เป็นรายบุคคลด้วยผ้าปูที่นอน แต่ไม่มีวัสดุทำรังหรือที่พักพิง อุณหภูมิถูกตั้งค่าเป็น 22, 25, 27.5 หรือ 30 ° C หลังจากการปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อมหนึ่งสัปดาห์ (วันที่ -7 ถึง 0 สัตว์ไม่ถูกรบกวน) ข้อมูลถูกรวบรวมในสี่วันติดต่อกัน (วัน 0-4, ข้อมูลที่แสดงในรูปที่ 1, 2, 5) หลังจากนั้นหนูที่เก็บไว้ที่ 25, 27.5 และ 30 ° C ถูกเก็บไว้ภายใต้สภาวะคงที่จนถึงวันที่ 17 ในเวลาเดียวกันอุณหภูมิในกลุ่ม 22 ° C เพิ่มขึ้นในช่วงเวลา 2 ° C ทุกวันโดยการปรับวัฏจักรอุณหภูมิ (06:00 H) ที่จุดเริ่มต้นของการเปิดรับแสง (ข้อมูลแสดงในรูปที่ 1) . ในวันที่ 15 อุณหภูมิลดลงถึง 22 ° C และรวบรวมข้อมูลสองวันเพื่อให้ข้อมูลพื้นฐานสำหรับการรักษาที่ตามมา สกินถูกเพิ่มเข้าไปในหนูทั้งหมดในวันที่ 17 และมีการเพิ่มวัสดุทำรังในวันที่ 20 (รูปที่ 5) ในวันที่ 23 หนูถูกชั่งน้ำหนักและถูกสแกน MRI แล้วทิ้งไว้ตามลำพังเป็นเวลา 24 ชั่วโมง ในวันที่ 24 หนูถูกอดอาหารตั้งแต่ต้นช่วงแสง (06:00) และได้รับ OGTT (2 กรัม/กก.) เวลา 12:00 น. (6-7 ชั่วโมงของการอดอาหาร) หลังจากนั้นหนูก็ถูกส่งกลับไปยังเงื่อนไขของเซเบิลที่เกี่ยวข้องและถูกกำจัดในวันที่สอง (วันที่ 25)
หนู DIO (n = 8) ตามโปรโตคอลเดียวกันกับหนูน้ำหนักปกติ (ตามที่อธิบายไว้ข้างต้นและในรูปที่ 8) หนูรักษา HFD 45% ตลอดการทดลองใช้พลังงาน
VO2 และ VCO2 รวมถึงความดันไอน้ำถูกบันทึกไว้ที่ความถี่ 1 Hz ด้วยค่าคงที่เวลาของเซลล์ 2.5 นาที การเก็บอาหารและน้ำถูกรวบรวมโดยการบันทึกอย่างต่อเนื่อง (1 Hz) ของน้ำหนักของอาหารและถังน้ำ การตรวจสอบคุณภาพใช้รายงานความละเอียด 0.002 กรัม ระดับกิจกรรมถูกบันทึกโดยใช้การตรวจสอบอาร์เรย์ลำแสง 3D XYZ ข้อมูลถูกรวบรวมที่ความละเอียดภายใน 240 Hz และรายงานทุกวินาทีเพื่อหาปริมาณระยะทางทั้งหมดที่เดินทาง (M) ด้วยความละเอียดเชิงพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพ 0.25 ซม. ข้อมูลถูกประมวลผลด้วยระบบ Sable Macro Macro V.2.41, การคำนวณ EE และ RER และกรองค่าผิดปกติ (เช่นเหตุการณ์อาหารมื้อเท็จ) แมโครล่ามถูกกำหนดค่าให้เป็นข้อมูลเอาต์พุตสำหรับพารามิเตอร์ทั้งหมดทุก ๆ ห้านาที
นอกเหนือจากการควบคุม EE แล้วอุณหภูมิโดยรอบอาจควบคุมด้านอื่น ๆ ของการเผาผลาญรวมถึงการเผาผลาญกลูโคสภายหลังตอนกลางวันโดยควบคุมการหลั่งฮอร์โมนกลูโคส เพื่อทดสอบสมมติฐานนี้ในที่สุดเราก็เสร็จสิ้นการศึกษาอุณหภูมิของร่างกายโดยกระตุ้นหนูน้ำหนักปกติด้วยโหลดกลูโคสในช่องปาก DIO (2 กรัม/กก.) วิธีการอธิบายรายละเอียดในวัสดุเพิ่มเติม
ในตอนท้ายของการศึกษา (วันที่ 25) หนูถูกอดอาหารเป็นเวลา 2-3 ชั่วโมง (เริ่มต้นที่ 06:00), ดมยาสลบด้วย isoflurane ปริมาณของไขมันในพลาสมาและฮอร์โมนและไขมันในตับอธิบายไว้ในวัสดุเสริม
ในการตรวจสอบว่าอุณหภูมิของเปลือกทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่แท้จริงในเนื้อเยื่อไขมันที่มีผลต่อ lipolysis, เนื้อเยื่อไขมันที่ขาหนีบและหลอดน้ำอสุจิถูกตัดออกโดยตรงจากหนูหลังจากระยะสุดท้ายของการมีเลือดออก เนื้อเยื่อได้รับการประมวลผลโดยใช้การทดสอบ Ex vivo lipolysis ที่พัฒนาขึ้นใหม่ที่อธิบายไว้ในวิธีการเสริม
เนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาล (BAT) ถูกรวบรวมในวันสิ้นสุดการศึกษาและดำเนินการตามที่อธิบายไว้ในวิธีการเสริม
ข้อมูลจะถูกนำเสนอเป็นค่าเฉลี่ย± SEM กราฟถูกสร้างขึ้นใน GraphPad Prism 9 (La Jolla, CA) และกราฟิกได้รับการแก้ไขใน Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA) ประเมินนัยสำคัญทางสถิติในปริซึม Graphpad และทดสอบโดยการทดสอบ t-test แบบจับคู่มาตรการซ้ำ ๆ แบบทางเดียว/สองทาง ANOVA ตามด้วยการทดสอบการเปรียบเทียบหลายครั้งของ Tukey หรือ ANOVA ทางเดียวที่ไม่ได้จับคู่ตามด้วยการทดสอบการเปรียบเทียบหลายครั้งของ Tukey ตามต้องการ การกระจายข้อมูลแบบเกาส์เซียนได้รับการตรวจสอบโดยการทดสอบปกติของ D'Agostino-Pearson ก่อนการทดสอบ ขนาดตัวอย่างถูกระบุในส่วนที่สอดคล้องกันของส่วน "ผลลัพธ์" เช่นเดียวกับในตำนาน การทำซ้ำหมายถึงการวัดใด ๆ ที่ใช้กับสัตว์เดียวกัน (ในร่างกายหรือในตัวอย่างเนื้อเยื่อ) ในแง่ของการทำซ้ำข้อมูลความสัมพันธ์ระหว่างค่าใช้จ่ายด้านพลังงานและอุณหภูมิกรณีได้แสดงให้เห็นในการศึกษาอิสระสี่ครั้งโดยใช้หนูที่แตกต่างกันกับการออกแบบการศึกษาที่คล้ายกัน
โปรโตคอลการทดลองอย่างละเอียดวัสดุและข้อมูลดิบมีให้บริการตามคำขอที่สมเหตุสมผลจากผู้แต่งนำ Rune E. Kuhre การศึกษาครั้งนี้ไม่ได้สร้างรีเอเจนต์ที่ไม่ซ้ำกันใหม่สัตว์ดัดแปลงพันธุกรรม/เซลล์หรือข้อมูลการเรียงลำดับ
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบการศึกษาดูรายงานการวิจัยธรรมชาติที่เชื่อมโยงกับบทความนี้
ข้อมูลทั้งหมดเป็นกราฟ 1-7 ถูกฝากไว้ในที่เก็บฐานข้อมูลวิทยาศาสตร์หมายเลขภาคยานุวัติ: 1253.11.sciencedB.02284 หรือ https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284 ข้อมูลที่แสดงใน ESM อาจถูกส่งไปยัง Rune E Kuhre หลังจากการทดสอบที่เหมาะสม
Nilsson, C. , Raun, K. , Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. สัตว์ในห้องปฏิบัติการเป็นแบบจำลองตัวแทนของโรคอ้วนของมนุษย์ Nilsson, C. , Raun, K. , Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. สัตว์ในห้องปฏิบัติการเป็นแบบจำลองตัวแทนของโรคอ้วนของมนุษย์Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen Mo และ Tang-Christensen M. สัตว์ในห้องปฏิบัติการเป็นแบบจำลองตัวแทนของโรคอ้วนของมนุษย์ Nilsson, C. , Raun, K. , Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. 实验动物作为人类肥胖的替代模型。 Nilsson, C. , Raun, K. , Yan, FF, Larsen, Mo & Tang-Christensen, M. สัตว์ทดลองเป็นแบบจำลองทดแทนสำหรับมนุษย์Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen Mo และ Tang-Christensen M. สัตว์ในห้องปฏิบัติการเป็นแบบจำลองตัวแทนของโรคอ้วนในมนุษย์เภสัชวิทยา Acta อาชญากรรม 33, 173–181 (2012)
Gilpin, DA การคำนวณค่าคงที่ MIE ใหม่และการทดลองขนาดการเผาไหม้ เผาไหม้ 22, 607–611 (1996)
Gordon, SJ ระบบความร้อนของเมาส์: ผลกระทบของการถ่ายโอนข้อมูลชีวการแพทย์ไปยังมนุษย์ สรีรวิทยา. พฤติกรรม. 179, 55-66 (2017)
Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G. , Cannon, B. & Nedergaard, J. ไม่มีผลกระทบจากฉนวนของโรคอ้วน Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G. , Cannon, B. & Nedergaard, J. ไม่มีผลกระทบจากฉนวนของโรคอ้วนFischer AW, Chikash RI, Von Essen G. , Cannon B. และ Nedergaard J. ไม่มีผลการแยกโรคอ้วน Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G. , Cannon, B. & Nedergaard, J. 肥胖没有绝缘作用。 Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G. , Cannon, B. & Nedergaard, J. Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G. , Cannon, B. & Nedergaard, J. жирениенеиметизолирющегоэекта Fischer, AW, Csikasz, RI, Von Essen, G. , Cannon, B. & Nedergaard, J. Obesity ไม่มีผลแยกใช่. J. สรีรวิทยา ต่อมไร้ท่อ การเผาผลาญ 311, E202 - E213 (2016)
Lee, P. et al. เนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาลปรับอุณหภูมิปรับเปลี่ยนความไวของอินซูลิน โรคเบาหวาน 63, 3686–3698 (2014)
Nakhon, KJ และคณะ อุณหภูมิวิกฤตที่ต่ำกว่าและการสร้างความร้อนที่เกิดจากความเย็นนั้นสัมพันธ์กับน้ำหนักตัวและอัตราการเผาผลาญพื้นฐานในบุคคลที่มีน้ำหนักเกินและน้ำหนักเกิน เจอย่างอบอุ่น ชีววิทยา. 69, 238–248 (2017)
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. อุณหภูมิที่อยู่อาศัยที่ดีที่สุดสำหรับหนูเพื่อเลียนแบบสภาพแวดล้อมทางความร้อนของมนุษย์: การศึกษาทดลอง Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. อุณหภูมิที่อยู่อาศัยที่ดีที่สุดสำหรับหนูเพื่อเลียนแบบสภาพแวดล้อมทางความร้อนของมนุษย์: การศึกษาทดลองFischer, AW, Cannon, B. , และ Nedergaard, J. อุณหภูมิบ้านที่ดีที่สุดสำหรับหนูเพื่อเลียนแบบสภาพแวดล้อมทางความร้อนของมนุษย์: การศึกษาทดลอง Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 小鼠模拟人类热环境的最佳住房温度： 一项实验研究。 Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. , และ Nedergaard J. อุณหภูมิที่อยู่อาศัยที่ดีที่สุดสำหรับหนูจำลองสภาพแวดล้อมทางความร้อนของมนุษย์: การศึกษาทดลองมัวร์ การเผาผลาญ 7, 161–170 (2018)
Keijer, J. , Li, M. & Speakman, jr อุณหภูมิที่อยู่อาศัยที่ดีที่สุดในการแปลการทดลองของเมาส์ต่อมนุษย์คืออะไร? Keijer, J. , Li, M. & Speakman, jr อุณหภูมิที่อยู่อาศัยที่ดีที่สุดในการแปลการทดลองของเมาส์ต่อมนุษย์คืออะไร?Keyer J, Lee M และ Speakman jr อุณหภูมิห้องที่ดีที่สุดสำหรับการถ่ายโอนการทดลองเมาส์ไปยังมนุษย์คืออะไร? Keijer, J. , Li, M. & Speakman, jr 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？ Keijer, J. , Li, M. & Speakman, JrKeyer J, Lee M และ Speakman Jr อุณหภูมิเปลือกที่ดีที่สุดสำหรับการถ่ายโอนการทดลองเมาส์ไปยังมนุษย์คืออะไร?มัวร์ การเผาผลาญ 25, 168–176 (2019)
Seeley, RJ & MacDougald, หนู OA เป็นแบบจำลองการทดลองสำหรับสรีรวิทยาของมนุษย์: เมื่อหลายองศาในอุณหภูมิที่อยู่อาศัย Seeley, RJ & MacDougald, หนู OA เป็นแบบจำลองการทดลองสำหรับสรีรวิทยาของมนุษย์: เมื่อหลายองศาในอุณหภูมิที่อยู่อาศัย Seeley, RJ & MacDougald, Oa мышикакэксперименталныемоделияизиологиичеловека: кигизиолологиииелелиоиоиииииоแบน Com значение Seeley, RJ & MacDougald, OA Mice เป็นแบบจำลองการทดลองสำหรับสรีรวิทยาของมนุษย์: เมื่อไม่กี่องศาในที่อยู่อาศัยสร้างความแตกต่าง Seeley, RJ & MacDougald, OA 小鼠作为人类生理学的实验模型： 当几度的住房温度很重要时。 Seeley, RJ & MacDougald, OA мыши seeley, rj & macdougald, oa какэксперименталнаямоделизиологиичеловека: когдизиологиичелеห้าม имеютзначение Seeley, RJ & MacDougald, OA Mice เป็นแบบจำลองการทดลองทางสรีรวิทยาของมนุษย์: เมื่ออุณหภูมิห้องไม่กี่องศาการเผาผลาญแห่งชาติ 3, 443–445 (2021)
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. คำตอบสำหรับคำถาม“ อุณหภูมิที่อยู่อาศัยที่ดีที่สุดในการแปลการทดลองของเมาส์ให้มนุษย์คืออะไร” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. คำตอบสำหรับคำถาม“ อุณหภูมิที่อยู่อาศัยที่ดีที่สุดในการแปลการทดลองของเมาส์ให้มนุษย์คืออะไร” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. ตอบคำถาม“ อุณหภูมิห้องที่ดีที่สุดสำหรับการถ่ายโอนการทดลองเมาส์ไปยังมนุษย์คืออะไร” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. 问题的答案“ 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少？” Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. , และ Nedergaard J. ตอบคำถาม“ อุณหภูมิเปลือกที่ดีที่สุดสำหรับการถ่ายโอนการทดลองเมาส์ไปยังมนุษย์คืออะไร”ใช่: Thermoneutral มัวร์ การเผาผลาญ 26, 1-3 (2019)
เวลาโพสต์: ตุลาคม -28-2022
