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La plupart des études métaboliques chez la souris sont effectuées à température ambiante, bien que dans ces conditions, contrairement aux humains, les souris dépensent beaucoup d'énergie en maintenant la température interne. Ici, nous décrivons le poids normal et l'obésité induite par le régime alimentaire (DIO) chez des souris C57BL / 6J nourris de chow chow ou un régime à 45% à richesse, respectivement. Les souris ont été placées pendant 33 jours à 22, 25, 27,5 et 30 ° C dans un système de calorimétrie indirect. Nous montrons que la dépense énergétique augmente linéairement de 30 ° C à 22 ° C et est environ 30% plus élevée à 22 ° C dans les deux modèles de souris. Chez les souris de poids normal, l'apport alimentaire a contrecarré l'EE. Inversement, les souris Dio n'ont pas diminué l'apport alimentaire lorsque l'EE a diminué. Ainsi, à la fin de l'étude, les souris à 30 ° C avaient un poids corporel, une masse grasse et du glycérol et des triglycérides plasmatiques plus élevés que les souris à 22 ° C. Le déséquilibre chez les souris Dio peut être dû à une alimentation accrue basée sur le plaisir.
La souris est le modèle animal le plus utilisé pour l'étude de la physiologie humaine et de la physiopathologie, et est souvent l'animal par défaut utilisé dans les premiers stades de la découverte et du développement de médicaments. Cependant, les souris diffèrent de l'homme de plusieurs manières physiologiques importantes, et bien que la mise à l'échelle allométrique puisse être utilisée dans une certaine mesure pour se traduire par l'homme, les énormes différences entre les souris et les humains résident dans la thermorégulation et l'homéostasie énergétique. Cela démontre une incohérence fondamentale. La masse corporelle moyenne des souris adultes est au moins mille fois moins que celle des adultes (50 g contre 50 kg), et le rapport surface / masse diffère d'environ 400 fois en raison de la transformation géométrique non linéaire décrite par MEE . L'équation 2. En conséquence, les souris perdent beaucoup plus de chaleur par rapport à leur volume, elles sont donc plus sensibles à la température, plus sujettes à l'hypothermie et ont un taux métabolique basal moyen dix fois plus élevé que celui des humains. À température ambiante standard (~ 22 ° C), les souris doivent augmenter leur dépense énergétique totale (EE) d'environ 30% pour maintenir la température corporelle centrale. À des températures plus basses, l'EE augmente encore plus d'environ 50% et 100% à 15 et 7 ° C par rapport à l'EE à 22 ° C. Ainsi, les conditions de logement standard induisent une réponse au stress du froid, ce qui pourrait compromettre la transférabilité des résultats de la souris aux humains, car les humains vivant dans les sociétés modernes passent la plupart de leur temps dans des conditions thermoneutres (car nos surfaces de rapport de surface inférieures au volume nous rend moins sensibles à La température, comme nous créons une zone thermoneutre (TNZ) autour de nous. Seulement 2 à 4 ° C7,8 En fait, cet aspect important a reçu une attention considérable ces dernières années 4, 7,8,9,10,11,12 et il a été suggéré que certaines «différences d'espèces» peuvent être atténuées par l'augmentation de la coquille Température 9. Cependant, il n'y a pas de consensus sur la plage de température qui constitue une thermoneutralité chez la souris. Ainsi, si la température critique plus faible dans la plage thermoneutrale chez les souris mono-genou est plus proche de 25 ° C ou plus proche de 30 ° C4, 7, 8, 10, 12 reste controversé. L'EE et d'autres paramètres métaboliques ont été limités à des heures à des jours, de sorte que la mesure dans laquelle une exposition prolongée à différentes températures peut affecter les paramètres métaboliques tels que le poids corporel n'est pas clair. La consommation, l'utilisation du substrat, la tolérance au glucose et les concentrations plasmatiques de lipides et de glucose et les hormones régulatrices de l'appétit. De plus, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer dans quelle mesure le régime alimentaire peut influencer ces paramètres (les souris Dio sur un régime riche en graisses peuvent être plus orientées vers un régime basé sur le plaisir (hédonique)). Pour fournir plus d'informations sur ce sujet, nous avons examiné l'effet de l'élevage de température sur les paramètres métaboliques susmentionnés chez des souris mâles adultes normales et des souris mâles obèses induites par le régime alimentaire (DIO) sur un régime riche en graisses à 45%. Les souris ont été maintenues à 22, 25, 27,5 ou 30 ° C pendant au moins trois semaines. Les températures inférieures à 22 ° C n'ont pas été étudiées car le boîtier des animaux standard est rarement en dessous de la température ambiante. Nous avons constaté que les souris DiO de poids normal et à cercle unique réagissaient de manière similaire aux changements de température de l'enclosage en termes d'EE et quelle que soit la condition de l'enceinte (avec ou sans matériau d'abri / nidification). Cependant, alors que les souris de poids normal ont ajusté leur apport alimentaire en fonction de l'EE, l'apport alimentaire des souris Dio était largement indépendant de l'EE, ce qui a permis à des souris de prendre plus de poids. Selon des données sur le poids corporel, les concentrations plasmatiques de lipides et de cétone ont montré que les souris Dio à 30 ° C avaient un bilan énergétique plus positif que les souris à 22 ° C. Les raisons sous-jacentes des différences d'équilibre de l'apport énergétique et de l'EE entre le poids normal et les souris dio nécessitent une étude plus approfondie, mais peuvent être liées aux changements physiopathologiques chez les souris Dio et à l'effet du régime alimentaire basé sur le plaisir à la suite d'un régime obèse.
L'EE a augmenté linéairement de 30 à 22 ° C et était environ 30% plus élevée à 22 ° C par rapport à 30 ° C (Fig. 1A, B). Le taux de change respiratoire (RER) était indépendant de la température (Fig. 1C, D). L'apport alimentaire était cohérent avec la dynamique EE et augmentait avec une température diminuée (également ~ 30% plus élevée à 22 ° C par rapport à 30 ° C (Fig. 1E, F). Aripping en eau. Le volume et le niveau d'activité ne dépendaient pas de la température (Fig. 1g).
Les souris mâles (C57BL / 6J, 20 semaines, le logement individuel, n = 7) ont été hébergées dans des cages métaboliques à 22 ° C pendant une semaine avant le début de l'étude. Deux jours après la collecte de données de fond, la température a été augmentée par incréments de 2 ° C à 06h00 par jour (début de la phase lumineuse). Les données sont présentées comme la moyenne ± l'erreur standard de la moyenne, et la phase sombre (18: 00–06: 00 h) est représentée par une boîte grise. Une dépense énergétique (KCAL / H), B Total Energy Dependniture à diverses températures (KCAL / 24 H), C Taux de change respiratoire (VCO2 / VO2: 0,7–1,0), D Mean Rer in Light and Dark (VCO2 / VO2) Phase (La valeur zéro est définie comme 0,7). E Apport alimentaire cumulé (G), F 24H Total Aripping, G 24H Total Water Apport (ML), H 24H Total Water Apport, I Niveau d'activité cumulative (M) et J Niveau d'activité total (M / 24H). ). Les souris ont été maintenues à la température indiquée pendant 48 heures. Les données présentées pour 24, 26, 28 et 30 ° C se réfèrent aux dernières 24 heures de chaque cycle. Les souris sont restées nourris tout au long de l'étude. La signification statistique a été testée par des mesures répétées de l'ANOVA unidirectionnelle suivie du test de comparaison multiple de Tukey. Les astérisques indiquent une signification pour la valeur initiale de 22 ° C, l'ombrage indique une signification entre les autres groupes comme indiqué. * 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.Les valeurs moyennes ont été calculées pour toute la période expérimentale (0-192 heures). n = 7.
Comme dans le cas de souris de poids normal, l'EE a augmenté linéairement avec une température diminuée, et dans ce cas, l'EE était également environ 30% plus élevée à 22 ° C par rapport à 30 ° C (Fig. 2A, B). RER n'a pas changé à différentes températures (Fig. 2C, D). Contrairement aux souris de poids normal, l'apport alimentaire n'était pas cohérent avec l'EE en fonction de la température ambiante. L'apport alimentaire, l'apport en eau et le niveau d'activité étaient indépendants de la température (figures 2e - J).
Les souris DIO mâles (C57BL / 6J, 20 semaines) ont été logées individuellement dans des cages métaboliques à 22 ° C pendant une semaine avant le début de l'étude. Les souris peuvent utiliser 45% de HFD ad Libitum. Après l'acclimatation pendant deux jours, les données de base ont été collectées. Par la suite, la température a été augmentée par incréments de 2 ° C tous les deux jours à 06h00 (début de la phase lumineuse). Les données sont présentées comme la moyenne ± l'erreur standard de la moyenne, et la phase sombre (18: 00–06: 00 h) est représentée par une boîte grise. Une dépense énergétique (KCAL / H), B Total Energy Dependniture à diverses températures (KCAL / 24 H), C Taux de change respiratoire (VCO2 / VO2: 0,7–1,0), D Mean Rer in Light and Dark (VCO2 / VO2) Phase (La valeur zéro est définie comme 0,7). E Apport alimentaire cumulé (G), F 24H Total Aripping, G 24H Total Water Apport (ML), H 24H Total Water Apport, I Niveau d'activité cumulative (M) et J Niveau d'activité total (M / 24H). ). Les souris ont été maintenues à la température indiquée pendant 48 heures. Les données présentées pour 24, 26, 28 et 30 ° C se réfèrent aux dernières 24 heures de chaque cycle. Les souris ont été maintenues à 45% de HFD jusqu'à la fin de l'étude. La signification statistique a été testée par des mesures répétées de l'ANOVA unidirectionnelle suivie du test de comparaison multiple de Tukey. Les astérisques indiquent une signification pour la valeur initiale de 22 ° C, l'ombrage indique une signification entre les autres groupes comme indiqué. * P <0,05, *** P <0,001, **** P <0,0001. * P <0,05, *** P <0,001, **** P <0,0001. * Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0,0001. * P <0,05, *** P <0,001, **** P <0,0001. * P <0,05 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 * P <0,05 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 * Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0,0001. * P <0,05, *** P <0,001, **** P <0,0001.Les valeurs moyennes ont été calculées pour toute la période expérimentale (0-192 heures). n = 7.
Dans une autre série d'expériences, nous avons examiné l'effet de la température ambiante sur les mêmes paramètres, mais cette fois entre des groupes de souris qui étaient constamment maintenus à une certaine température. Les souris ont été divisées en quatre groupes pour minimiser les changements statistiques dans la moyenne et l'écart type du poids corporel, de la graisse et du poids corporel normal (Fig. 3A - C). Après 7 jours d'acclimatation, 4,5 jours d'EE ont été enregistrés. L'EE est significativement affectée par la température ambiante à la fois pendant les heures de clarté et la nuit (Fig. 3D), et augmente linéairement à mesure que la température diminue de 27,5 ° C à 22 ° C (Fig. 3E). Par rapport à d'autres groupes, le RER du groupe 25 ° C a été quelque peu réduit et il n'y avait aucune différence entre les groupes restants (Fig. 3F, G). L'apport alimentaire parallèle au schéma EE A a augmenté d'environ 30% à 22 ° C par rapport à 30 ° C (Fig. 3H, I). La consommation d'eau et les niveaux d'activité ne différaient pas significativement entre les groupes (Fig. 3J, K). L'exposition à différentes températures pendant jusqu'à 33 jours n'a pas entraîné de différences de poids corporel, de masse maigre et de masse grasse entre les groupes (figure 3N-S), mais a entraîné une diminution de la masse du corps maigre d'environ 15% par rapport à Scores autodéclarés (Fig. 3N-S). 3b, r, c)) et la masse grasse a augmenté de plus de 2 fois (de ~ 1 g à 2–3 g, Fig. 3c, t, c). Malheureusement, l'armoire à 30 ° C a des erreurs d'étalonnage et ne peut pas fournir des données EE et RER précises.
- poids corporel (a), masse maigre (b) et masse grasse (c) après 8 jours (un jour avant le transfert au système sable). D Consommation d'énergie (KCAL / H). E Consommation d'énergie moyenne (0–108 heures) à différentes températures (kcal / 24 heures). F Ratio d'échange respiratoire (RER) (VCO2 / VO2). g moyen RER (VCO2 / VO2). h Apport alimentaire total (G). Je veux dire l'apport alimentaire (G / 24 heures). J Consommation totale d'eau (ML). k consommation moyenne d'eau (ml / 24 h). L Niveau d'activité cumulative (M). m Niveau d'activité moyen (m / 24 h). n Poids corporel Le 18e jour, ô changement de poids corporel (du -8e au 18e jour), P Masse maigre le 18e jour, Q Changement de la masse maigre (du -8 au 18e jour), r Masse grasse au jour 18 et changement dans la graisse de la graisse (de -8 à 18 jours). La signification statistique des mesures répétées a été testée par Anway-Anova, suivie du test de comparaison multiple de Tukey. * P <0,05, ** P <0,01, *** P <0,001, **** P <0,0001. * P <0,05, ** P <0,01, *** P <0,001, **** P <0,0001. * P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. * P <0,05, ** P <0,01, *** P <0,001, **** P <0,0001. * P <0,05 ， ** p <0,01 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 * P <0,05 ， ** p <0,01 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 * P <0,05, ** p <0,01, *** p <0,001, **** p <0,0001. * P <0,05, ** P <0,01, *** P <0,001, **** P <0,0001.Les données sont présentées comme une erreur standard moyenne + de la moyenne, la phase sombre (18: 00-06: 00 h) est représentée par des boîtes grises. Les points sur les histogrammes représentent des souris individuelles. Les valeurs moyennes ont été calculées pour toute la période expérimentale (0-108 heures). n = 7.
Les souris ont été appariées en poids corporel, en masse maigre et en masse grasse au départ (figures 4A - C) et maintenues à 22, 25, 27,5 et 30 ° C comme dans des études avec des souris de poids normal. . Lors de la comparaison des groupes de souris, la relation entre l'EE et la température a montré une relation linéaire similaire avec la température au fil du temps chez les mêmes souris. Ainsi, les souris conservées à 22 ° C ont consommé environ 30% d'énergie de plus que les souris conservées à 30 ° C (Fig. 4d, E). Lors de l'étude des effets chez les animaux, la température n'a pas toujours affecté RER (Fig. 4F, G). L'apport alimentaire, l'apport en eau et l'activité n'ont pas été significativement affectés par la température (figures 4H - M). Après 33 jours d'élevage, les souris à 30 ° C avaient un poids corporel significativement plus élevé que les souris à 22 ° C (figure 4N). Par rapport à leurs points de base respectifs, les souris élevées à 30 ° C avaient des poids corporels significativement plus élevés que les souris élevées à 22 ° C (moyenne ± erreur standard de la moyenne: Fig. 4O). Le gain de poids relativement plus élevé était dû à une augmentation de la masse grasse (Fig. 4P, Q) plutôt qu'à une augmentation de la masse maigre (Fig. 4R, S). Conformément à la valeur EE inférieure à 30 ° C, l'expression de plusieurs gènes BAT qui augmentent la fonction / activité des BAT a été réduite à 30 ° C par rapport à 22 ° C: ADRA1A, ADRB3 et PRDM16. D'autres gènes clés qui augmentent également la fonction / activité des BAT n'ont pas été affectés: SEMA3A (régulation de la croissance des neurites), TFAM (biogenèse mitochondriale), ADRB1, ADRA2A, PCK1 (gluconéogenèse) et CPT1A. Étonnamment, UCP1 et VEGF-A, associés à une activité thermogénique accrue, n'ont pas diminué dans le groupe 30 ° C. En fait, les niveaux d'UCP1 chez trois souris étaient plus élevés que dans le groupe 22 ° C, et VEGF-A et ADRB2 étaient significativement élevés. Par rapport au groupe 22 ° C, les souris maintenues à 25 ° C et 27,5 ° C n'ont montré aucun changement (figure supplémentaire 1).
- poids corporel (A), masse maigre (b) et masse grasse (c) après 9 jours (un jour avant le transfert au système sable). D Consommation d'énergie (EE, Kcal / H). E Consommation d'énergie moyenne (0–96 heures) à différentes températures (kcal / 24 heures). F Ratio d'échange respiratoire (RER, VCO2 / VO2). g moyen RER (VCO2 / VO2). h Apport alimentaire total (G). Je veux dire l'apport alimentaire (G / 24 heures). J Consommation totale d'eau (ML). k consommation moyenne d'eau (ml / 24 h). L Niveau d'activité cumulative (M). m Niveau d'activité moyen (m / 24 h). n poids corporel au jour 23 (g), O Changement du poids corporel, P masse maigre, Q Changement de la masse maigre (G) au jour 23 par rapport au jour 9, changement de masse grasse (g) à 23 jours, graisse Masse (G) par rapport au jour 8, jour 23 par rapport au -8e jour. La signification statistique des mesures répétées a été testée par Anway-Anova, suivie du test de comparaison multiple de Tukey. * P <0,05, *** P <0,001, **** P <0,0001. * P <0,05, *** P <0,001, **** P <0,0001. * Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0,0001. * P <0,05, *** P <0,001, **** P <0,0001. * P <0,05 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 * P <0,05 ， *** p <0,001 ， **** p <0,0001。 * Р <0,05, *** р <0,001, **** р <0,0001. * P <0,05, *** P <0,001, **** P <0,0001.Les données sont présentées comme une erreur standard moyenne + de la moyenne, la phase sombre (18: 00-06: 00 h) est représentée par des boîtes grises. Les points sur les histogrammes représentent des souris individuelles. Les valeurs moyennes ont été calculées pour toute la période expérimentale (0-96 heures). n = 7.
Comme les humains, les souris créent souvent des microenvironnements pour réduire la perte de chaleur dans l'environnement. Pour quantifier l'importance de cet environnement pour l'EE, nous avons évalué l'EE à 22, 25, 27,5 et 30 ° C, avec ou sans gardes en cuir et matériaux de nidification. À 22 ° C, l'ajout de peaux standard réduit EE d'environ 4%. L'ajout ultérieur de matériau de nidification a réduit l'EE de 3 à 4% (Fig. 5A, B). Aucun changement significatif de RER, de l'apport alimentaire, de l'apport en eau ou des niveaux d'activité n'a été observé avec l'ajout de maisons ou de peaux + literie (figure 5i - P). L'ajout de peau et de matériau de nidification a également considérablement réduit l'EE à 25 et 30 ° C, mais les réponses étaient quantitativement plus petites. À 27,5 ° C, aucune différence n'a été observée. Notamment, dans ces expériences, l'EE a diminué avec l'augmentation de la température, dans ce cas, environ 57% inférieure à l'EE à 30 ° C par rapport à 22 ° C (Fig. 5C - H). La même analyse n'a été réalisée que pour la phase lumineuse, où l'EE était plus proche du taux métabolique basal, car dans ce cas, les souris reposaient principalement dans la peau, ce qui entraîne des tailles d'effet comparables à différentes températures (figure supplémentaire 2a - h) .
Données pour les souris du refuge et du matériau de nidification (bleu foncé), de la maison mais pas de matériau de nidification (bleu clair) et du matériau de la maison et du nid (orange). La consommation d'énergie (EE, Kcal / H) pour les pièces A, C, E et G à 22, 25, 27,5 et 30 ° C, B, D, F et H signifie EE (Kcal / H). Données IP pour les souris hébergées à 22 ° C: I Respiratory Cate (RER, VCO2 / VO2), J Moyenne RER (VCO2 / VO2), K Cumulative Food Adke (G), L Prise alimentaire moyenne (G / 24 h), M Apport en eau total (ML), N AUC de l'apport en eau moyen (ML / 24H), O Activité totale (M), P Niveau d'activité moyen (M / 24H). Les données sont présentées comme une erreur standard moyenne + de la moyenne, la phase sombre (18: 00-06: 00 h) est représentée par des boîtes grises. Les points sur les histogrammes représentent des souris individuelles. La signification statistique des mesures répétées a été testée par Anway-Anova, suivie du test de comparaison multiple de Tukey. * P <0,05, ** P <0,01. * P <0,05, ** P <0,01. * Р <0,05, ** р <0,01. * P <0,05, ** P <0,01. * P <0,05 ， ** P <0,01。 * P <0,05 ， ** P <0,01。 * Р <0,05, ** р <0,01. * P <0,05, ** P <0,01.Les valeurs moyennes ont été calculées pour toute la période expérimentale (0-72 heures). n = 7.
Chez les souris de poids normal (2-3 heures de jeûne), l'élevage à différentes températures n'a pas entraîné de différences significatives dans les concentrations plasmatiques de TG, 3-HB, cholestérol, ALT et AST, mais HDL en fonction de la température. Figure 6A-E). Les concentrations plasmatiques à jeun de leptine, d'insuline, de peptide C et de glucagon ne différaient pas non plus entre les groupes (figures 6G - J). Le jour du test de tolérance au glucose (après 31 jours à différentes températures), la glycémie de base (5-6 heures de jeûne) était d'environ 6,5 mm, sans différence entre les groupes. L'administration de glucose buccale a augmenté de manière significative les concentrations de glycémie dans tous les groupes, mais à la fois la concentration maximale et la surface incrémentielle sous les courbes (IAUC) (15-120 min) étaient plus faibles dans le groupe de souris hébergées à 30 ° C (points temporels individuels: P <0,05 - P <0,0001, figure 6K, L) par rapport aux souris logées à 22, 25 et 27,5 ° C (qui ne différaient pas entre elles). L'administration de glucose buccale a augmenté de manière significative les concentrations de glycémie dans tous les groupes, mais à la fois la concentration maximale et la surface incrémentielle sous les courbes (IAUC) (15-120 min) étaient plus faibles dans le groupe de souris hébergées à 30 ° C (points temporels individuels: P <0,05 - P <0,0001, figure 6K, L) par rapport aux souris logées à 22, 25 et 27,5 ° C (qui ne différaient pas entre elles). Пероральное Введение глюююзы значительно повышало концентрацию глюкозы В крови Âооох гппю, ноrée концентрация, так и площадь приращения под кривыми (iAUC) (15–120 мин) ыыыерже В врххеeе прыш, содержащжжжжхх прышышыш, содержащжжжжхх прышышыш, содеviжащжжжжххх прышышыш, содержащащжххх пve 30 пышейышышержжащжжжххх пve 30 °ышейышышеержащащжжххх прышышышышышышержжащжжжжххх прейышышейержажve (отдельные Временные точки: P <0,05 - p <0,0001, рис. 6k, l) по сравнению с ышышами, содержащимe. различались между собой). L'administration orale de glucose a augmenté de manière significative les concentrations de glycémie dans tous les groupes, mais la concentration maximale et la surface incrémentale sous les courbes (IAUC) (15–120 min) étaient plus faibles dans le groupe de souris à 30 ° C (points temporels séparés: P <0,05– P <0,0001, figure 6K, L) par rapport aux souris maintenues à 22, 25 et 27,5 ° C (qui ne différaient pas les unes des autres).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 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 30 ° C 饲养 小鼠组 中 ， 浓度 和 曲线 下 增加 面积 面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 点 点 点 点点 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。L'administration orale de glucose a augmenté de manière significative les concentrations de glycémie dans tous les groupes, mais la concentration maximale et la superficie sous la courbe (IAUC) (15–120 min) étaient plus faibles dans le groupe de souris nourries à 30 ° C (tous les points de temps).: P <0,05 - p <0,0001, рис. : P <0,05 - P <0,0001, Fig.6L, l) par rapport aux souris conservées à 22, 25 et 27,5 ° C (aucune différence les unes des autres).
Les concentrations plasmatiques de TG, 3-HB, cholestérol, HDL, ALT, AST, FFA, glycérol, leptine, insuline, peptide c et glucagon sont indiquées chez les souris dio mâles adultes après 33 jours d'alimentation à la température indiquée . Les souris n'ont pas été nourries 2 à 3 heures avant l'échantillonnage du sang. L'exception a été un test de tolérance au glucose oral, qui a été effectué deux jours avant la fin de l'étude sur les souris à jeun pendant 5 à 6 heures et maintenue à la température appropriée pendant 31 jours. Les souris ont été contestées avec 2 g / kg de poids corporel. La zone sous les données de courbe (L) est exprimée en données incrémentielles (IAUC). Les données sont présentées comme la moyenne ± SEM. Les points représentent des échantillons individuels. * 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.
Chez les souris Dio (également à jeun pendant 2-3 heures), le cholestérol plasmatique, les concentrations HDL, ALT, AST et FFA ne différait pas entre les groupes. Le TG et le glycérol étaient significativement élevés dans le groupe 30 ° C par rapport au groupe 22 ° C (figures 7A - H). En revanche, 3 Go était environ 25% inférieur à 30 ° C contre 22 ° C (figure 7B). Ainsi, bien que les souris maintenues à 22 ° C aient eu un bilan énergétique global positif, comme suggéré par la prise de poids, les différences de concentrations plasmatiques de TG, de glycérol et de 3-HB suggèrent que les souris à 22 ° C lorsque l'échantillonnage était inférieure à 22 ° C. ° C. Les souris élevées à 30 ° C étaient dans un état relativement plus énergiquement négatif. Conformément à cela, les concentrations hépatiques de glycérol extractible et de TG, mais pas de glycogène et de cholestérol, étaient plus élevées dans le groupe 30 ° C (figure supplémentaire 3A-D). Pour déterminer si les différences en matière de lipolyse dépendantes de la température (mesurées par le plasma TG et le glycérol) sont le résultat de changements internes dans la graisse épididymaire ou inguinale, nous avons extrait le tissu adipeux vivo. et libération de glycérol. Dans tous les groupes expérimentaux, des échantillons de tissu adipeux provenant de dépôts épididymaires et inguinaux ont montré au moins une augmentation de deux fois de la production de glycérol et de FFA en réponse à la stimulation de l'isoprotérénol (figure supplémentaire 4A - D). Cependant, aucun effet de la température de la coque sur la lipolyse basale ou stimulée par l'isoprotérénol n'a été trouvé. Conformément à un poids corporel et à la masse grasse plus élevés, les taux de leptine plasmatique étaient significativement plus élevés dans le groupe 30 ° C que dans le groupe 22 ° C (figure 7i). Au contraire, les taux plasmatiques d'insuline et de peptide c ne différaient pas entre les groupes de température (Fig. 7K, K), mais le glucagon plasmatique a montré une dépendance à la température, mais dans ce cas, près de 22 ° C dans le groupe opposé a été deux fois comparé à 30 ° C. DEPUIS. Groupe C (Fig. 7L). FGF21 ne différait pas entre les différents groupes de températures (Fig. 7M). Le jour de l'OGTT, la glycémie de base était d'environ 10 mm et ne différait pas entre les souris logées à différentes températures (figure 7N). L'administration orale de glucose a augmenté les niveaux de glycémie et a culminé dans tous les groupes à une concentration d'environ 18 mm 15 minutes après le dosage. Il n'y avait aucune différence significative dans l'IAUC (15–120 min) et les concentrations à différents moments après la dose (15, 30, 60, 90 et 120 min) (figure 7N, O).
Les concentrations plasmatiques de TG, 3-HB, cholestérol, HDL, ALT, AST, FFA, glycérol, leptine, insuline, peptide c, glucagon et FGF21 ont été montrées chez des souris dio mâles adultes (AO) après 33 jours d'alimentation. température spécifiée. Les souris n'ont pas été nourries 2 à 3 heures avant l'échantillonnage du sang. Le test de tolérance au glucose oral était une exception car elle a été effectuée à une dose de 2 g / kg de poids corporel deux jours avant la fin de l'étude chez la souris qui a été jeûnée pendant 5 à 6 heures et maintenue à la température appropriée pendant 31 jours. La zone sous les données de courbe (O) est représentée sous forme de données incrémentielles (IAUC). Les données sont présentées comme la moyenne ± SEM. Les points représentent des échantillons individuels. * P <0,05, ** P <0,01, ** P <0,001, **** P <0,0001, n = 7. * P <0,05, ** P <0,01, ** P <0,001, **** P <0,0001, n = 7. * P <0,05, ** P <0,01, ** P <0,001, **** P <0,0001, n = 7. * P <0,05, ** P <0,01, ** P <0,001, **** P <0,0001, n = 7. * P <0,05 ， ** P <0,01 ， ** P <0,001 ， **** P <0,0001 ， n = 7。 * P <0,05 ， ** P <0,01 ， ** P <0,001 ， **** P <0,0001 ， n = 7。 * P <0,05, ** P <0,01, ** P <0,001, **** P <0,0001, n = 7. * P <0,05, ** P <0,01, ** P <0,001, **** P <0,0001, n = 7.
La transférabilité des données des rongeurs à l'homme est un problème complexe qui joue un rôle central dans l'interprétation de l'importance des observations dans le contexte de la recherche physiologique et pharmacologique. Pour des raisons économiques et pour faciliter la recherche, les souris sont souvent maintenues à température ambiante en dessous de leur zone thermoneutre, entraînant l'activation de divers systèmes physiologiques compensatoires qui augmentent le taux métabolique et altèrent potentiellement la translatiabilité9. Ainsi, l'exposition des souris au froid peut rendre les souris résistantes à l'obésité induite par l'alimentation et peut empêcher l'hyperglycémie chez les rats traités à la streptozotocine en raison de l'augmentation du transport du glucose dépendante du glucose sans insuline. Cependant, il n'est pas clair dans quelle mesure une exposition prolongée à diverses températures pertinentes (de l'espace à thermoneutre) affecte les différentes homéostasie énergétique des souris de poids normal (sur les aliments) et les souris DIO (sur HFD) et les paramètres métaboliques, ainsi que dans la mesure À quoi ils ont pu équilibrer une augmentation de l'EE avec une augmentation de l'apport alimentaire. L'étude présentée dans cet article vise à apporter une certaine clarté à ce sujet.
Nous montrons que chez les souris adultes de poids normal et les souris dio mâles, l'EE est inversement liée à la température ambiante entre 22 et 30 ° C. Ainsi, EE à 22 ° C était environ 30% plus élevé qu'à 30 ° C. dans les deux modèles de souris. Cependant, une différence importante entre les souris de poids normal et les souris DIO est que, bien que les souris de poids normal correspondent à l'EE à des températures plus basses en ajustant l'apport alimentaire en conséquence, l'apport alimentaire des souris Dio variait à différents niveaux. Les températures de l'étude étaient similaires. Après un mois, les souris Dio ont maintenu 30 ° C ont gagné plus de poids corporel et de masse grasse que les souris conservées à 22 ° C, tandis que les humains normaux ont maintenu à la même température et pendant la même période de temps n'a pas entraîné de fièvre. Différence dépendante de poids corporel. souris de poids. Par rapport aux températures à proximité de thermoneutre ou à température ambiante, la croissance à température ambiante a entraîné des souris dio ou de poids normal sur un régime riche en graisses, mais pas sur un régime de souris normal pour prendre relativement moins de poids. corps. Soutenu par d'autres études17,18,19,20,21 mais pas par All22,23.
La capacité de créer un microenvironnement pour réduire la perte de chaleur est supposée déplacer la neutralité thermique vers la gauche8, 12. Dans notre étude, l'ajout de matériau de nidification et de dissimulation ont réduit l'EE mais n'a pas entraîné une neutralité thermique jusqu'à 28 ° C. Ainsi, nos données ne soutiennent pas que le point faible de la thermoneutralité chez les souris adultes à genoue, avec ou sans maisons enrichis pour l'environnement, devrait être de 26-28 ° C comme indiqué8,12, mais il prend en charge d'autres études montrant la thermoneutralité. Des températures de 30 ° C chez des souris à faible point 7, 10, 24. Pour compliquer les choses, le point thermoneutre de la souris s'est avéré ne pas être statique pendant la journée car il est plus bas pendant la phase de repos (léger), peut-être en raison de la basse calorique plus faible La production à la suite de l'activité et de la thermogenèse induite par le régime alimentaire. Ainsi, dans la phase lumineuse, le point inférieur de la neutralité thermique se révèle être ~ 29 ° с, et en phase sombre, ~ 33 ° с25.
En fin de compte, la relation entre la température ambiante et la consommation totale d'énergie est déterminée par dissipation de chaleur. Dans ce contexte, le rapport de surface au volume est un déterminant important de la sensibilité thermique, affectant à la fois la dissipation de chaleur (surface) et la génération de chaleur (volume). En plus de la surface, le transfert de chaleur est également déterminé par l'isolation (taux de transfert de chaleur). Chez l'homme, la masse grasse peut réduire la perte de chaleur en créant une barrière isolante autour de la coquille du corps, et il a été suggéré que la masse grasse est également importante pour l'isolation thermique chez la souris, en abaissant le point thermoneutral et en réduisant la sensibilité à la température en dessous du point neutre thermique ( pente de courbe). Température ambiante par rapport à EE) 12. Notre étude n'a pas été conçue pour évaluer directement cette relation putative car les données de composition corporelle ont été collectées 9 jours avant la collecte des données sur les dépenses énergétiques et parce que la masse grasse n'était pas stable tout au long de l'étude. Cependant, comme le poids normal et les souris dio ont 30% de l'EE inférieur à 30 ° C qu'à 22 ° C malgré au moins une différence de 5 fois dans la masse grasse, nos données ne soutiennent pas que l'obésité devrait fournir une isolation de base. Facteur, du moins pas dans la plage de température étudiée. Ceci est conforme à d'autres études mieux conçues pour explorer ce 4,24. Dans ces études, l'effet isolant de l'obésité était faible, mais la fourrure s'est avérée fournir 30 à 50% de l'isolation thermique totale4,24. Cependant, chez les souris mortes, la conductivité thermique a augmenté d'environ 450% immédiatement après la mort, ce qui suggère que l'effet isolant de la fourrure est nécessaire pour que les mécanismes physiologiques, y compris la vasoconstriction, fonctionnent. En plus des différences d'espèces dans la fourrure entre les souris et l'homme, le mauvais effet isolant de l'obésité chez la souris peut également être influencé par les considérations suivantes: Le facteur isolant de la masse grasse humaine est principalement médié par la masse grasse sous-cutanée (épaisseur) 26,27. Typiquement chez les rongeurs inférieurs à 20% du total de la graisse animale28. De plus, la masse grasse totale peut même ne pas être une mesure sous-optimale de l'isolation thermique d'un individu, car il a été soutenu que l'amélioration de l'isolation thermique est compensée par l'augmentation inévitable de la surface (et donc une perte de chaleur accrue) à mesure que la masse grasse augmente. .
Chez les souris de poids normal, les concentrations plasmatiques à jeun de TG, 3-HB, cholestérol, HDL, ALT et AST n'ont pas changé à différentes températures pendant près de 5 semaines, probablement parce que les souris étaient dans le même état d'équilibre énergétique. étaient les mêmes en poids et en composition corporelle qu'à la fin de l'étude. Conformément à la similitude de la masse grasse, il n'y avait pas non plus de différences dans les taux de leptine plasmatique, ni dans l'insuline à jeun, le peptide c et le glucagon. Plus de signaux ont été trouvés chez les souris Dio. Bien que les souris à 22 ° C n'ayaient pas non plus de bilan énergétique négatif global dans cet état (comme ils ont pris du poids), à la fin de l'étude, ils étaient relativement plus déficients en énergie par rapport aux souris élevées à 30 ° C, dans des conditions telles que cétones hautes. La production par le corps (3 Go) et une diminution de la concentration de glycérol et de TG dans le plasma. Cependant, les différences de lipolyse dépendantes de la température ne semblent pas être le résultat de changements intrinsèques dans la graisse épididymaire ou inguinale, comme les changements dans l'expression de la lipase sensible à l'adipohormone, car la FFA et le glycérol libérés à partir de la graisse extrait de ces dépôts sont entre la température Les groupes sont similaires les uns aux autres. Bien que nous n'ayons pas étudié le tonus sympathique dans la présente étude, d'autres l'ont constaté (basé sur la fréquence cardiaque et la pression artérielle moyenne) est linéairement liée à la température ambiante chez la souris et est approximativement inférieure à 30 ° C qu'à 22 ° C 20% C Ainsi, les différences dépendantes de la température dans le ton sympathique peuvent jouer un rôle dans la lipolyse dans notre étude, mais comme une augmentation du ton sympathique stimule plutôt que d'inhiber la lipolyse, d'autres mécanismes peuvent contrecarrer cette diminution des souris cultivées. Rôle potentiel dans la dégradation de la graisse corporelle. Température ambiante. En outre, une partie de l'effet stimulant du ton sympathique sur la lipolyse est indirectement médiée par une forte inhibition de la sécrétion d'insuline, mettant en évidence l'effet de la supplémentation d'interruption d'insuline sur la lipolyse30, mais dans notre étude, le plasma à jeûne d'insuline et le ton sympathique du peptide c à différentes températures était Pas assez pour modifier la lipolyse. Au lieu de cela, nous avons constaté que les différences de statut énergétique étaient très probablement le principal contributeur à ces différences dans les souris Dio. Les raisons sous-jacentes qui conduisent à une meilleure régulation de l'apport alimentaire avec l'EE chez les souris de poids normal nécessitent une étude plus approfondie. En général, cependant, l'apport alimentaire est contrôlé par des indices homéostatiques et hédoniques31,32,33. Bien qu'il existe un débat sur lequel des deux signaux est quantitativement plus important, 31,32,33, il est bien connu que la consommation à long terme d'aliments riches en grais homéostasie. . - Apport alimentaire réglementé 34,35,36. Par conséquent, l'augmentation du comportement d'alimentation hédonique des souris dio traitées avec 45% de HFD peut être l'une des raisons pour lesquelles ces souris n'ont pas équilibré l'apport alimentaire avec l'EE. Fait intéressant, des différences d'hormones régulatrices de l'appétit et de la glycémie ont également été observées chez les souris DIO à température contrôlée, mais pas chez les souris normales. Chez les souris Dio, les taux plasmatiques de leptine ont augmenté avec la température et les niveaux de glucagon ont diminué avec la température. La mesure dans laquelle la température peut influencer directement ces différences mérite une étude plus approfondie, mais dans le cas de la leptine, l'équilibre énergétique relatif relatif et donc la masse grasse plus faible chez les souris à 22 ° C a certainement joué un rôle important, car la masse grasse et la leptine plasmatique sont hautement corrélé37. Cependant, l'interprétation du signal du glucagon est plus déroutante. Comme pour l'insuline, la sécrétion de glucagon a été fortement inhibée par une augmentation du ton sympathique, mais le ton sympathique le plus élevé devrait se trouver dans le groupe 22 ° C, qui avait les concentrations de glucagon plasmatiques les plus élevées. L'insuline est un autre solide régulateur du glucagon plasmatique, et la résistance à l'insuline et le diabète de type 2 sont fortement associés au jeûne et à l'hyperglucagonémie postprandiale 38,39. Cependant, les souris DIO dans notre étude étaient également insensibles à l'insuline, ce qui ne pourrait pas non plus être le principal facteur de l'augmentation de la signalisation du glucagon dans le groupe 22 ° C. La teneur en matières grasses du foie est également associée positivement à une augmentation de la concentration plasmatique du glucagon, dont les mécanismes peuvent, à leur tour, inclure une résistance aux glucagon hépatiques, une diminution de la production d'urée, une augmentation des concentrations d'acides aminés circulantes et une augmentation des glucagon stimulées par les acides aminés40,41, 42. Cependant, comme les concentrations extractibles de glycérol et de TG ne différaient pas entre les groupes de températures dans notre étude, cela ne pourrait pas non plus être un facteur potentiel de l'augmentation des concentrations plasmatiques dans le groupe 22 ° C. La triiodothyronine (T3) joue un rôle essentiel dans le taux métabolique global et l'initiation de la défense métabolique contre l'hypothermie43,44. Ainsi, la concentration plasmatique de T3, éventuellement contrôlée par des mécanismes à médiation centrale, 45,46 augmentations de la souris et de l'homme dans des conditions thermoneutrales moins que 47, bien que l'augmentation de l'homme soit plus petite, ce qui est plus prédisposé aux souris. Cela est cohérent avec la perte de chaleur dans l'environnement. Nous n'avons pas mesuré les concentrations plasmatiques de T3 dans la présente étude, mais les concentrations peuvent avoir été plus faibles dans le groupe 30 ° C, ce qui peut expliquer l'effet de ce groupe sur les taux plasmatiques de glucagon, car nous (la figure 5A) et d'autres ont montré que nous avons montré que T3 augmente le glucagon plasmatique de manière dose-dépendante. Il a été rapporté que des hormones thyroïdiennes induisent l'expression du FGF21 dans le foie. Comme le glucagon, les concentrations plasmatiques de FGF21 ont également augmenté avec les concentrations plasmatiques de T3 (figure supplémentaire 5b et réf. 48), mais par rapport au glucagon, les concentrations plasmatiques de FGF21 dans notre étude n'ont pas été affectées par la température. Les raisons sous-jacentes de cette divergence nécessitent une étude plus approfondie, mais l'induction de FGF21, entraînée par T3, devrait se produire à des niveaux plus élevés d'exposition à T3 par rapport à la réponse du glucagon conduite par T3 (figure supplémentaire 5B).
Il a été démontré que le HFD est fortement associé à une altération de la tolérance au glucose et de la résistance à l'insuline (marqueurs) chez des souris élevées à 22 ° C. Cependant, le HFD n'était associé ni à la tolérance au glucose altérée ni à la résistance à l'insuline lorsqu'il était cultivé dans un environnement thermoneutral (défini ici comme 28 ° C) 19. Dans notre étude, cette relation n'a pas été reproduite chez les souris DIO, mais les souris de poids normal ont maintenu à 30 ° C ont considérablement amélioré la tolérance au glucose. La raison de cette différence nécessite une étude plus approfondie, mais peut être influencée par le fait que les souris DIO dans notre étude étaient résistantes à l'insuline, avec des concentrations plasmatiques plasmatiques à jeun et des concentrations d'insuline 12-20 fois plus élevées que les souris de poids normales. et dans le sang à jeun. Des concentrations de glucose d'environ 10 mm (environ 6 mm au poids corporel normal), ce qui semble laisser une petite fenêtre pour tout effet bénéfique potentiel de l'exposition aux conditions thermoneutrales pour améliorer la tolérance au glucose. Un facteur de confusion possible est que, pour des raisons pratiques, OGTT est effectué à température ambiante. Ainsi, les souris hébergées à des températures plus élevées ont connu un choc froid léger, ce qui peut affecter l'absorption / la clairance du glucose. Cependant, sur la base de concentrations de glycémie à jeun similaires dans différents groupes de températures, les changements de température ambiante peuvent ne pas avoir affecté de manière significative les résultats.
Comme mentionné précédemment, il a récemment été souligné que l'augmentation de la température ambiante peut atténuer certaines réactions au stress du froid, ce qui peut remettre en question la transférabilité des données de la souris aux humains. Cependant, il n'est pas clair quelle est la température optimale pour garder les souris pour imiter la physiologie humaine. La réponse à cette question peut également être influencée par le domaine d'étude et le point final étudié. Un exemple de cela est l'effet de l'alimentation sur l'accumulation de graisses hépatiques, la tolérance au glucose et la résistance à l'insuline19. En termes de dépense énergétique, certains chercheurs pensent que la thermoneutralité est la température optimale pour l'élevage, car les humains nécessitent peu d'énergie supplémentaire pour maintenir leur température corporelle centrale, et ils définissent une température à un seul tour pour les souris adultes à 30 ° C7,10. D'autres chercheurs pensent qu'une température comparable à ce que les humains éprouvent généralement des souris adultes sur un genou est de 23-25 ° C, car ils ont constaté que la thermoneutralité était de 26 à 28 ° C et sur la base des humains inférieurs à environ 3 ° C. Leur température critique plus basse, définie ici comme 23 ° C, est légèrement 8,12. Notre étude est cohérente avec plusieurs autres études qui indiquent que la neutralité thermique n'est pas réalisée à 26-28 ° C4, 7, 10, 11, 24, 25, indiquant que 23-25 ° C est trop faible. Un autre facteur important à considérer concernant la température ambiante et la thermoneutralité chez la souris est le boîtier unique ou de groupe. Lorsque les souris étaient hébergées en groupes plutôt que individuellement, comme dans notre étude, la sensibilité à la température a été réduite, peut-être en raison de l'encombrement des animaux. Cependant, la température ambiante était toujours en dessous du LTL de 25 lorsque trois groupes ont été utilisés. La différence interspécifique la plus importante à cet égard est peut-être la signification quantitative de l'activité des chauves-souris en tant que défense contre l'hypothermie. Ainsi, alors que les souris ont largement compensé leur perte de calories plus élevée en augmentant l'activité des chauves-souris, qui dépasse 60% d'EE à 5 ° C seule, 51,52 La contribution de l'activité des chauves-souris humaine à l'EE était significativement plus élevée, beaucoup plus petite. Par conséquent, la réduction de l'activité des chauves-souris peut être un moyen important d'augmenter la traduction humaine. La régulation de l'activité BAT est complexe mais est souvent médiée par les effets combinés de la stimulation adrénergique, des hormones thyroïdiennes et de l'expression de l'UCP114,54,55,56,57. Nos données indiquent que la température doit être augmentée au-dessus de 27,5 ° C par rapport aux souris à 22 ° C afin de détecter les différences dans l'expression des gènes BAT responsables de la fonction / de l'activation. Cependant, les différences trouvées entre les groupes à 30 et 22 ° C n'ont pas toujours indiqué une augmentation de l'activité des chauves-souris dans le groupe 22 ° C car UCP1, ADRB2 et VEGF-A ont été régulées à la baisse dans le groupe 22 ° C. La cause profonde de ces résultats inattendus reste à déterminer. Une possibilité est que leur expression accrue ne reflète pas un signal de température ambiante élevée, mais plutôt un effet aigu de les déplacer de 30 ° C à 22 ° C le jour de l'élimination (les souris ont connu 5 à 10 minutes avant le décollage) . ).
Une limitation générale de notre étude est que nous n'avons étudié que des souris mâles. D'autres recherches suggèrent que le sexe peut être une considération importante dans nos indications primaires, car les souris femelles à genoue sont plus sensibles à la température en raison de la conductivité thermique plus élevée et du maintien de températures centrales plus étroitement contrôlées. De plus, les souris femelles (sur HFD) ont montré une plus grande association de l'apport énergétique avec EE à 30 ° C par rapport aux souris mâles qui ont consommé plus de souris du même sexe (20 ° C dans ce cas) 20. Ainsi, chez les souris femelles, l'effet teneur en sous-thermonétrale est plus élevé, mais a le même schéma que chez les souris mâles. Dans notre étude, nous nous sommes concentrés sur des souris mâles à genou, comme ce sont les conditions dans lesquelles la plupart des études métaboliques examinant l'EE sont menées. Une autre limitation de notre étude était que les souris étaient sur le même régime tout au long de l'étude, ce qui a empêché d'étudier l'importance de la température ambiante pour la flexibilité métabolique (telle que mesurée par les changements RER pour les changements alimentaires dans diverses compositions de macronutriments). Chez les souris femelles et mâles maintenues à 20 ° C par rapport aux souris correspondantes maintenues à 30 ° C.
En conclusion, notre étude montre que, comme dans d'autres études, les souris de poids normal du tour 1 sont thermoneutrales au-dessus des 27,5 ° C prévues. De plus, notre étude montre que l'obésité n'est pas un facteur isolant majeur chez les souris avec un poids normal ou un DIO, ce qui entraîne des rapports de température: EE similaires chez les souris dio et de poids normal. Alors que l'apport alimentaire des souris de poids normal était cohérent avec l'EE et maintenait ainsi un poids corporel stable sur toute la plage de température, l'apport alimentaire des souris Dio était le même à différentes températures, ce qui a entraîné un rapport plus élevé de souris à 30 ° C . À 22 ° C a gagné plus de poids corporel. Dans l'ensemble, des études systématiques examinant l'importance potentielle de la vie en dessous des températures thermoneutres sont justifiées en raison de la mauvaise tolérabilité souvent observée entre les études de souris et humaine. Par exemple, dans les études sur l'obésité, une explication partielle de la traduabilité généralement plus faible peut être due au fait que des études de perte de poids murin sont généralement effectuées sur des animaux stressés modérément froids maintenus à température ambiante en raison de leur EE accrue. Perte de poids exagérée par rapport au poids corporel attendu d'une personne, en particulier si le mécanisme d'action dépend de l'augmentation de l'EE en augmentant l'activité de BAP, qui est plus active et activée à température ambiante qu'à 30 ° C.
Conformément au droit expérimental des animaux danois (1987) et aux National Institutes of Health (publication n ° 85-23) et à la Convention européenne pour la protection des vertébrés utilisés à des fins scientifiques expérimentales et autres (Conseil d'Europe n ° 123, Strasbourg , 1985).
Des souris mâles C57BL / 6J de vingt semaines ont été obtenues auprès de Janvier Saint Berthevin CEDEX, en France, et ont reçu un chow standard ad libitum (Altrromin 1324) et de l'eau (~ 22 ° C) après une lumière de 12:12 heures: cycle noir. Température ambiante. Des souris dio mâles (20 semaines) ont été obtenues auprès du même fournisseur et ont eu un accès ad libitum à un régime riche en graisses à 45% (Cat. No. D12451, Research Diet Inc., NJ, USA) et de l'eau dans des conditions d'élevage. Les souris ont été adaptées à l'environnement une semaine avant le début de l'étude. Deux jours avant le transfert vers le système de calorimétrie indirect, les souris ont été pesées, soumises à une IRM (Echomritm, TX, USA) et divisées en quatre groupes correspondant au poids corporel, à la graisse et au poids corporel normal.
Un diagramme graphique de la conception de l'étude est illustré à la figure 8. Les souris ont été transférées dans un système de calorimétrie indirect fermé et contrôlé par température chez Sable Systems Internationals (Nevada, USA), qui comprenait des moniteurs de qualité alimentaire et de l'eau et un cadre de prométhion BZ1 qui enregistre enregistré Niveaux d'activité en mesurant les ruptures de faisceau. Xyz. Les souris (n = 8) ont été hébergées individuellement à 22, 25, 27,5 ou 30 ° C à l'aide de literie mais pas d'abris et de matériau de nidification sur une lumière de 12: 12 heures: cycle sombre (lumière: 06: 00– 18:00) . 2500 ml / min. Les souris ont été acclimatées pendant 7 jours avant l'inscription. Les enregistrements ont été collectés quatre jours de suite. Par la suite, les souris ont été maintenues à des températures respectives à 25, 27,5 et 30 ° C pendant 12 jours supplémentaires, après quoi les concentrés cellulaires ont été ajoutés comme décrit ci-dessous. Pendant ce temps, des groupes de souris conservés à 22 ° C ont été maintenus à cette température pendant deux jours de plus (pour collecter de nouvelles données de base), puis la température a été augmentée par étapes de 2 ° C tous les deux jours au début de la phase lumineuse ( 06:00) Jusqu'à atteindre 30 ° C après cela, la température a été abaissée à 22 ° C et les données ont été collectées pendant deux jours supplémentaires. Après deux jours supplémentaires d'enregistrement à 22 ° C, des peaux ont été ajoutées à toutes les cellules à toutes les températures, et la collecte de données a commencé le deuxième jour (jour 17) et pendant trois jours. Après cela (jour 20), le matériau de nidification (8-10 g) a été ajouté à toutes les cellules au début du cycle de lumière (06:00) et les données ont été collectées pendant trois jours supplémentaires. Ainsi, à la fin de l'étude, les souris maintenues à 22 ° C ont été maintenues à cette température pendant 21/33 jours et à 22 ° C pendant les 8 derniers jours, tandis que les souris à d'autres températures ont été maintenues à cette température pendant 33 jours. / 33 jours. Les souris ont été alimentées pendant la période d'étude.
Le poids normal et les souris Dio ont suivi les mêmes procédures d'étude. Le jour -9, les souris ont été pesées, analysées par IRM et divisées en groupes comparables en poids corporel et en composition corporelle. Le jour -7, les souris ont été transférées dans un système de calorimétrie indirecte à température fermée fabriquée par Sable Systems International (Nevada, USA). Les souris étaient logées individuellement avec une literie mais sans matériaux de nidification ou d'abri. La température est réglée à 22, 25, 27,5 ou 30 ° C. Après une semaine d'acclimatation (jours -7 à 0, les animaux n'ont pas été dérangés), les données ont été collectées en quatre jours consécutifs (jours 0-4, données montrées sur les figures 1, 2, 5). Par la suite, les souris tenues à 25, 27,5 et 30 ° C ont été maintenues dans des conditions constantes jusqu'au 17e jour. Dans le même temps, la température du groupe 22 ° C a augmenté à des intervalles de 2 ° C tous les deux jours en ajustant le cycle de température (06:00 h) au début de l'exposition à la lumière (les données sont présentées sur la figure 1) . Le jour 15, la température a chuté à 22 ° C et deux jours de données ont été collectés pour fournir des données de base pour les traitements ultérieurs. Des peaux ont été ajoutées à toutes les souris le jour 17, et des matériaux de nidification ont été ajoutés le jour 20 (Fig. 5). Le 23e jour, les souris ont été pesées et soumises à une IRM, puis laissées seules pendant 24 heures. Le jour 24, les souris ont été à jeun depuis le début de la photopériode (06h00) et ont reçu OGTT (2 g / kg) à 12h00 (6-7 heures de jeûne). Par la suite, les souris ont été renvoyées dans leurs conditions de sable respectives et euthanasiées le deuxième jour (jour 25).
Les souris Dio (n = 8) ont suivi le même protocole que les souris de poids normales (comme décrit ci-dessus et sur la figure 8). Les souris ont maintenu 45% de HFD tout au long de l'expérience de dépense énergétique.
VO2 et VCO2, ainsi que la pression de vapeur d'eau, ont été enregistrés à une fréquence de 1 Hz avec une constante de temps cellulaire de 2,5 min. La consommation de nourriture et d'eau a été collectée par enregistrement continu (1 Hz) du poids des seaux de nourriture et d'eau. Le moniteur de qualité utilisé a signalé une résolution de 0,002 g. Les niveaux d'activité ont été enregistrés à l'aide d'un moniteur de réseau de faisceau XYZ 3D, les données ont été collectées à une résolution interne de 240 Hz et signalée à chaque seconde pour quantifier la distance totale parcourue (M) avec une résolution spatiale efficace de 0,25 cm. Les données ont été traitées avec Sable Systems Macro Interpreter V.2.41, calculant EE et RER et filtrant les valeurs aberrantes (par exemple, les événements de faux repas). L'interprète de macro est configuré pour produire des données pour tous les paramètres toutes les cinq minutes.
En plus de réguler l'EE, la température ambiante peut également réguler d'autres aspects du métabolisme, y compris le métabolisme postprandial du glucose, en régulant la sécrétion d'hormones métabolisantes du glucose. Pour tester cette hypothèse, nous avons finalement terminé une étude de température corporelle en provoquant des souris de poids normales avec une charge de glucose orale dio (2 g / kg). Les méthodes sont décrites en détail dans des matériaux supplémentaires.
À la fin de l'étude (jour 25), les souris ont été à jeun pendant 2 à 3 heures (à partir de 06h00), anesthésiées avec de l'isoflurane, et complètement saignées par une veineur rétroorbitale. La quantification des lipides plasmatiques et des hormones et des lipides dans le foie est décrit dans des matériaux supplémentaires.
Pour déterminer si la température de la coque provoque des changements intrinsèques dans le tissu adipeux affectant la lipolyse, le tissu adipeux inguinal et épididymaire a été excisé directement des souris après la dernière étape du saignement. Les tissus ont été traités en utilisant le test de lipolyse ex vivo nouvellement développé décrit dans des méthodes supplémentaires.
Le tissu adipeux brun (BAT) a été collecté le jour de la fin de l'étude et traité comme décrit dans les méthodes supplémentaires.
Les données sont présentées comme la moyenne ± SEM. Des graphiques ont été créés dans GraphPad Prism 9 (La Jolla, CA) et les graphiques ont été modifiés dans Adobe Illustrator (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA). La signification statistique a été évaluée dans GraphPad Prism et testée par test t apparié, mesures répétées ANOVA unidirectionnelle / bidirectionnelle suivie du test de comparaisons multiples de Tukey, ou de l'ANOVA unidirectionnelle non réalisée suivie du test multiple de Tukey au besoin. La distribution gaussienne des données a été validée par le test de normalité D'Agostino-Pearson avant les tests. La taille de l'échantillon est indiquée dans la section correspondante de la section «Résultats», ainsi que dans la légende. La répétition est définie comme toute mesure prise sur le même animal (in vivo ou sur un échantillon de tissu). En termes de reproductibilité des données, une association entre la dépense énergétique et la température des cas a été démontrée dans quatre études indépendantes utilisant différentes souris avec une conception d'étude similaire.
Des protocoles expérimentaux détaillés, des matériaux et des données brutes sont disponibles sur demande raisonnable de l'auteur principal Rune E. Kuhre. Cette étude n'a pas généré de nouveaux réactifs uniques, des lignées animales / cellules transgéniques ou des données de séquençage.
Pour plus d'informations sur la conception de l'étude, consultez le résumé du rapport de recherche sur la nature lié à cet article.
Toutes les données forment un graphique. 1-7 ont été déposés dans le référentiel de la base de données scientifique, numéro d'accès: 1253.11.siecendb.02284 ou https://doi.org/10.57760/scieendb.02284. Les données présentées dans ESM peuvent être envoyées à Rune e Kuhre après des tests raisonnables.
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