Մարմնի ջերմաստիճանը ցույց է տալիս, որ էներգիայի ընդունումը փոխհատուցում է էներգիայի ծախսը նորմալ քաշ ունեցող, բայց ոչ սննդակարգով պայմանավորված արու մկների մոտ։

Շնորհակալություն Nature.com կայք այցելելու համար: Ձեր օգտագործած դիտարկիչի տարբերակն ունի սահմանափակ CSS աջակցություն: Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում): Մինչդեռ, շարունակական աջակցությունն ապահովելու համար, մենք կայքը կցուցադրենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Մկների վրա նյութափոխանակության ուսումնասիրությունների մեծ մասը կատարվում է սենյակային ջերմաստիճանում, չնայած այս պայմաններում, ի տարբերություն մարդկանց, մկները մեծ քանակությամբ էներգիա են ծախսում ներքին ջերմաստիճանը պահպանելու համար: Այստեղ մենք նկարագրում ենք նորմալ քաշով և սննդակարգով պայմանավորված ճարպակալումը (DIO) C57BL/6J մկների մոտ, որոնք կերակրվում են համապատասխանաբար չաու չաուով կամ 45% բարձր ճարպային սննդակարգով: Մկները 33 օր տեղադրվել են 22, 25, 27.5 և 30°C ջերմաստիճաններում անուղղակի կալորիաչափման համակարգում: Մենք ցույց ենք տալիս, որ էներգիայի ծախսը գծայինորեն աճում է 30°C-ից մինչև 22°C և մոտ 30%-ով ավելի բարձր է 22°C-ում երկու մկների մոդելներում էլ: Նորմալ քաշով մկների մոտ սննդի ընդունումը հակազդել է EE-ի նվազմանը: Հակառակը, DIO մկները չեն նվազեցրել սննդի ընդունումը, երբ EE-ն նվազել է: Այսպիսով, ուսումնասիրության ավարտին 30°C ջերմաստիճանում մկներն ունեին ավելի բարձր մարմնի քաշ, ճարպային զանգված և պլազմայում գլիցերին ու տրիգլիցերիդներ, քան 22°C ջերմաստիճանում մկները: DIO մկների մոտ անհավասարակշռությունը կարող է պայմանավորված լինել հաճույքի վրա հիմնված սննդակարգի ավելացմամբ:
Մուկը մարդու ֆիզիոլոգիայի և պաթոֆիզիոլոգիայի ուսումնասիրության համար ամենատարածված կենդանական մոդելն է և հաճախ այն լռելյայն կենդանին է, որն օգտագործվում է դեղերի հայտնաբերման և մշակման վաղ փուլերում: Այնուամենայնիվ, մկները տարբերվում են մարդկանցից մի քանի կարևոր ֆիզիոլոգիական ձևերով, և չնայած ալոմետրիկ սանդղակը որոշ չափով կարող է օգտագործվել մարդկանց վրա թարգմանելու համար, մկների և մարդկանց միջև հսկայական տարբերությունները կայանում են ջերմակարգավորման և էներգիայի հոմեոստազի մեջ: Սա ցույց է տալիս հիմնարար անհամապատասխանություն: Մեծահասակ մկների մարմնի միջին զանգվածը առնվազն հազար անգամ փոքր է մեծահասակների մարմնի զանգվածից (50 գ ընդդեմ 50 կգ), իսկ մակերեսի մակերեսի և զանգվածի հարաբերակցությունը տարբերվում է մոտ 400 անգամ՝ Միի կողմից նկարագրված ոչ գծային երկրաչափական ձևափոխության պատճառով: Հավասարում 2: Արդյունքում, մկները կորցնում են զգալիորեն ավելի շատ ջերմություն իրենց ծավալի համեմատ, ուստի նրանք ավելի զգայուն են ջերմաստիճանի նկատմամբ, ավելի հակված են հիպոթերմիայի և ունեն միջին բազային նյութափոխանակության արագություն տասն անգամ ավելի բարձր, քան մարդկանց մոտ: Ստանդարտ սենյակային ջերմաստիճանում (~22°C) մկները պետք է մեծացնեն իրենց ընդհանուր էներգիայի ծախսը (ԸԷ) մոտ 30%-ով՝ մարմնի ներքին ջերմաստիճանը պահպանելու համար: Ցածր ջերմաստիճաններում EE-ն ավելի շատ է՝ մոտ 50%-ով և 100%-ով 15 և 7°C ջերմաստիճաններում, համեմատած EE-ի հետ 22°C ջերմաստիճանում: Այսպիսով, ստանդարտ բնակության պայմանները առաջացնում են սառը սթրեսի արձագանք, ինչը կարող է վտանգել մկների արդյունքների փոխանցելիությունը մարդկանց, քանի որ ժամանակակից հասարակություններում ապրող մարդիկ իրենց ժամանակի մեծ մասն անցկացնում են ջերմաչեզոք պայմաններում (քանի որ մեր մակերեսի և ծավալի ցածր հարաբերակցությունը մեզ պակաս զգայուն է դարձնում ջերմաստիճանի նկատմամբ, քանի որ մենք մեր շուրջը ստեղծում ենք ջերմաչեզոք գոտի (TNZ): Հիմնական նյութափոխանակության արագությունից բարձր EE-ն տարածվում է մոտ 19-ից 30°C6 ջերմաստիճանում, մինչդեռ մկներն ունեն ավելի բարձր և նեղ գոտի, որը տարածվում է ընդամենը 2–4°C7,8: Փաստորեն, այս կարևոր ասպեկտը վերջին տարիներին զգալի ուշադրության է արժանացել4, 7,8,9,10,11,12, և ենթադրվել է, որ որոշ «տեսակների տարբերություններ» կարող են մեղմվել պատյանի ջերմաստիճանը բարձրացնելով9: Այնուամենայնիվ, չկա կոնսենսուս այն ջերմաստիճանային տիրույթի վերաբերյալ, որը կազմում է մկների մոտ ջերմաչեզոքությունը: Այսպիսով, թե արդյոք մեկ ծնկան մկների մոտ ջերմաչեզոք տիրույթում ստորին կրիտիկական ջերմաստիճանը մոտ է 25°C-ին, թե՞ մոտ է 30°C-ին4, 7, 8, 10, 12, մնում է վիճելի։ Էլեկտրաէներգիան և այլ նյութափոխանակության պարամետրերը սահմանափակվել են ժամերով կամ օրերով, ուստի պարզ չէ, թե որքանով կարող է տարբեր ջերմաստիճանների երկարատև ազդեցությունը ազդել նյութափոխանակության պարամետրերի, ինչպիսիք են մարմնի քաշը, սպառումը, սուբստրատի օգտագործումը, գլյուկոզի հանդուրժողականությունը, պլազմայում լիպիդների և գլյուկոզի կոնցենտրացիաները և ախորժակը կարգավորող հորմոնները։ Բացի այդ, անհրաժեշտ են հետագա հետազոտություններ՝ պարզելու համար, թե որքանով կարող է սննդակարգը ազդել այս պարամետրերի վրա (բարձր ճարպային սննդակարգով DIO մկները կարող են ավելի շատ կողմնորոշվել հաճույքի վրա հիմնված (հեդոնիկ) սննդակարգի վրա)։ Այս թեմայի վերաբերյալ ավելի շատ տեղեկություններ տրամադրելու համար մենք ուսումնասիրեցինք դաստիարակության ջերմաստիճանի ազդեցությունը վերոնշյալ նյութափոխանակության պարամետրերի վրա նորմալ քաշ ունեցող չափահաս արու մկների և սննդակարգով պայմանավորված ճարպակալմամբ (DIO) արու մկների մոտ, որոնք 45% բարձր ճարպային սննդակարգով էին սնվում։ Մկներին պահում էին 22, 25, 27.5 կամ 30°C ջերմաստիճանում առնվազն երեք շաբաթ։ 22°C-ից ցածր ջերմաստիճանները չեն ուսումնասիրվել, քանի որ կենդանիների ստանդարտ կացարանը հազվադեպ է սենյակային ջերմաստիճանից ցածր լինում: Մենք պարզեցինք, որ նորմալ քաշ ունեցող և մի շրջանաձև DIO մկները նմանապես են արձագանքել վանդակի ջերմաստիճանի փոփոխություններին՝ EE-ի առումով և անկախ վանդակի պայմաններից (կացարանով/բնադրման նյութով կամ առանց դրա): Այնուամենայնիվ, մինչդեռ նորմալ քաշ ունեցող մկները ճշգրտել են իրենց սննդի ընդունումը՝ համաձայն EE-ի, DIO մկների սննդի ընդունումը մեծապես անկախ է եղել EE-ից, ինչի արդյունքում մկները ավելի շատ քաշ են հավաքել: Մարմնի քաշի տվյալների համաձայն, լիպիդների և կետոնային մարմինների պլազմային կոնցենտրացիաները ցույց են տվել, որ DIO մկները 30°C-ում ունեցել են ավելի դրական էներգետիկ հաշվեկշիռ, քան մկները 22°C-ում: Նորմալ քաշ ունեցող և DIO մկների միջև էներգիայի ընդունման և EE-ի հաշվեկշռի տարբերությունների հիմքում ընկած պատճառները պահանջում են հետագա ուսումնասիրություն, բայց կարող են կապված լինել DIO մկների պաթոֆիզիոլոգիական փոփոխությունների և հաճույքի վրա հիմնված դիետայի ազդեցության հետ՝ որպես ճարպակալման սննդակարգի արդյունք:
EE-ն գծային կերպով աճել է 30-ից մինչև 22°C և մոտ 30%-ով ավելի բարձր է եղել 22°C-ում՝ համեմատած 30°C-ի հետ (Նկար 1ա,բ): Շնչառական փոխանակման արագությունը (ՇՓ) անկախ էր ջերմաստիճանից (Նկար 1գ,դ): Սննդի ընդունումը համապատասխանում էր ՇՓ դինամիկային և աճում էր ջերմաստիճանի նվազմանը զուգընթաց (նաև մոտ 30%-ով ավելի բարձր էր 22°C-ում՝ համեմատած 30°C-ի հետ (Նկար 1ե,զ): Ջրի ընդունում: Ծավալը և ակտիվության մակարդակը կախված չէին ջերմաստիճանից (Նկար 1գ):
Արու մկները (C57BL/6J, 20 շաբաթական, անհատական ​​կացարան, n=7) մեկ շաբաթ առաջ՝ մինչև ուսումնասիրության մեկնարկը, տեղավորվել են նյութափոխանակության վանդակներում՝ 22°C ջերմաստիճանում: Նախապատմական տվյալների հավաքագրումից երկու օր անց ջերմաստիճանը բարձրացվել է 2°C աճով՝ օրական ժամը 06:00-ին (լույսի փուլի սկիզբ): Տվյալները ներկայացված են որպես միջինի միջին ± ստանդարտ սխալ, իսկ մութ փուլը (18:00–06:00 ժ) ներկայացված է մոխրագույն վանդակով: ա) Էներգիայի ծախսը (կկալ/ժ), բ) Տարբեր ջերմաստիճաններում ընդհանուր էներգիայի ծախսը (կկալ/24 ժ), գ) Շնչառական փոխանակման արագությունը (VCO2/VO2: 0.7–1.0), դ) միջին RER-ը լույսի և մութի փուլերում (VCO2 /VO2) (զրոյական արժեքը սահմանվում է որպես 0.7): ե՝ սննդի կուտակային ընդունում (գ), զ՝ սննդի ընդհանուր ընդունում 24 ժամ, գ՝ ջրի ընդհանուր ընդունում 24 ժամ (մլ), ժ՝ ջրի ընդհանուր ընդունում 24 ժամ, i՝ ակտիվության ընդհանուր մակարդակ (մ) և j՝ ակտիվության ընդհանուր մակարդակ (մ/24ժ)։ Մկները պահվել են նշված ջերմաստիճանում 48 ժամ։ 24, 26, 28 և 30°C ժամանակահատվածների համար ներկայացված տվյալները վերաբերում են յուրաքանչյուր ցիկլի վերջին 24 ժամերին։ Մկները մնացել են կերակրված ամբողջ ուսումնասիրության ընթացքում։ Վիճակագրական նշանակությունը ստուգվել է միակողմանի ANOVA-ի կրկնակի չափումներով, որին հաջորդել է Թյուքիի բազմակի համեմատական ​​թեստը։ Աստղանիշները ցույց են տալիս նշանակալիությունը 22°C սկզբնական արժեքի համար, ստվերագծումը ցույց է տալիս նշանակալիությունը մյուս խմբերի միջև՝ ըստ նշվածի։ *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։Միջին արժեքները հաշվարկվել են ամբողջ փորձարարական ժամանակահատվածի համար (0-192 ժամ): n = 7:
Ինչպես նորմալ քաշ ունեցող մկների դեպքում, EE-ն գծայինորեն աճում էր ջերմաստիճանի նվազմանը զուգընթաց, և այս դեպքում EE-ն նույնպես մոտ 30%-ով ավելի բարձր էր 22°C-ում՝ համեմատած 30°C-ի հետ (Նկար 2ա,բ): RER-ը չէր փոխվում տարբեր ջերմաստիճաններում (Նկար 2գ,դ): Ի տարբերություն նորմալ քաշ ունեցող մկների, սննդի ընդունումը չէր համապատասխանում EE-ին սենյակային ջերմաստիճանի ֆունկցիայի առումով: Սննդի ընդունումը, ջրի ընդունումը և ակտիվության մակարդակը անկախ էին ջերմաստիճանից (Նկար 2ե-ժ):
Արու (C57BL/6J, 20 շաբաթական) DIO մկները ուսումնասիրության մեկնարկից մեկ շաբաթ առաջ անհատապես տեղավորվել են նյութափոխանակության վանդակներում 22°C ջերմաստիճանում: Մկները կարող են օգտագործել 45% HFD ad libitum: Երկու օր ակլիմատիզացիայից հետո հավաքագրվել են նախնական տվյալներ: Հետագայում ջերմաստիճանը բարձրացվել է 2°C աճով՝ ամեն երկրորդ օրը՝ ժամը 06:00-ին (լույսի փուլի սկիզբ): Տվյալները ներկայացված են որպես միջինի միջին ± ստանդարտ սխալ, իսկ մութ փուլը (18:00–06:00 ժ) ներկայացված է մոխրագույն վանդակով: ա) Էներգիայի ծախսը (կկալ/ժ), բ) Տարբեր ջերմաստիճաններում ընդհանուր էներգիայի ծախսը (կկալ/24 ժ), գ) Շնչառական փոխանակման արագությունը (VCO2/VO2: 0.7–1.0), դ) միջին RER-ը լույսի և մութի (VCO2 /VO2) փուլերում (զրոյական արժեքը սահմանվում է որպես 0.7): ե՝ սննդի կուտակային ընդունում (գ), f՝ սննդի ընդհանուր ընդունում 24 ժամ, g՝ ջրի ընդհանուր ընդունում 24 ժամ (մլ), h՝ ջրի ընդհանուր ընդունում 24 ժամ, i՝ կուտակային ակտիվության մակարդակ (մ) և j՝ ընդհանուր ակտիվության մակարդակ (մ/24ժ)։ Մկները պահվել են նշված ջերմաստիճանում 48 ժամ։ 24, 26, 28 և 30°C ժամանակահատվածների համար ներկայացված տվյալները վերաբերում են յուրաքանչյուր ցիկլի վերջին 24 ժամերին։ Մկները պահպանվել են 45% HFD-ի պայմաններում մինչև ուսումնասիրության ավարտը։ Վիճակագրական նշանակությունը ստուգվել է միակողմանի ANOVA-ի կրկնակի չափումներով, որին հաջորդել է Թյուքիի բազմակի համեմատական ​​թեստը։ Աստղանիշները ցույց են տալիս նշանակալիությունը 22°C սկզբնական արժեքի համար, ստվերագծումը ցույց է տալիս նշանակալիությունը մյուս խմբերի միջև՝ ըստ նշվածի։ *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։Միջին արժեքները հաշվարկվել են ամբողջ փորձարարական ժամանակահատվածի համար (0-192 ժամ): n = 7:
Մեկ այլ փորձերի շարքում մենք ուսումնասիրեցինք շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի ազդեցությունը նույն պարամետրերի վրա, բայց այս անգամ մկների խմբերի միջև, որոնք մշտապես պահվում էին որոշակի ջերմաստիճանում: Մկները բաժանվեցին չորս խմբի՝ մարմնի քաշի, ճարպի և նորմալ մարմնի քաշի միջին և ստանդարտ շեղման վիճակագրական փոփոխությունները նվազագույնի հասցնելու համար (Նկար 3ա-գ): 7 օրվա ակլիմատիզացիայից հետո գրանցվել է EE-ի 4.5 օր: EE-ն զգալիորեն ազդում է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից ինչպես ցերեկային ժամերին, այնպես էլ գիշերը (Նկար 3դ) և գծայինորեն աճում է, երբ ջերմաստիճանը իջնում ​​է 27.5°C-ից մինչև 22°C (Նկար 3ե): Այլ խմբերի համեմատ, 25°C խմբի RER-ը որոշ չափով նվազել էր, և մնացած խմբերի միջև տարբերություններ չկային (Նկար 3ֆ,գ): EE-ի օրինաչափությանը զուգահեռ սննդի ընդունումը a-ն աճել է մոտավորապես 30%-ով՝ 22°C-ում՝ 30°C-ի համեմատ (Նկար 3ժ,ի): Ջրի սպառումը և ակտիվության մակարդակը խմբերի միջև զգալիորեն չեն տարբերվել (Նկար 3ջ,կ): Մինչև 33 օր տարբեր ջերմաստիճանների ենթարկվելը չի ​​հանգեցրել խմբերի միջև մարմնի քաշի, նիհար զանգվածի և ճարպային զանգվածի տարբերությունների (Նկար 3n-s), սակայն հանգեցրել է նիհար մարմնի զանգվածի մոտավորապես 15%-ով նվազման՝ համեմատած ինքնուրույն հաղորդված միավորների հետ (Նկար 3n-s): 3b, r, c)) և ճարպային զանգվածը աճել է ավելի քան 2 անգամ (մոտ 1 գ-ից մինչև 2–3 գ, Նկ. 3c, t, c): Դժբախտաբար, 30°C պահարանն ունի կալիբրացման սխալներ և չի կարող տրամադրել EE և RER ճշգրիտ տվյալներ:
- Մարմնի քաշը (ա), նիհար զանգվածը (բ) և ճարպային զանգվածը (գ) 8 օր անց (SABLE համակարգին տեղափոխելուց մեկ օր առաջ): դ Էներգիայի սպառումը (կկալ/ժ): ե Միջին էներգիայի սպառումը (0–108 ժամ) տարբեր ջերմաստիճաններում (կկալ/24 ժամ): զ Շնչառական փոխանակման հարաբերակցությունը (ՇՓ) (VCO2/VO2): է Միջին ՇՓ (VCO2/VO2): ժ Սննդի ընդհանուր ընդունումը (գ): ի Սննդի միջին ընդունումը (գ/24 ժամ): ժ Ջրի ընդհանուր սպառումը (մլ): ժ Ջրի միջին սպառումը (մլ/24 ժամ): լ Կուտակային ակտիվության մակարդակը (մ): մ Միջին ակտիվության մակարդակը (մ/24 ժամ): ն մարմնի քաշը 18-րդ օրը, o մարմնի քաշի փոփոխությունը (-8-ից մինչև 18-րդ օրը), պ նիհար զանգվածը 18-րդ օրը, q նիհար զանգվածի փոփոխությունը (-8-ից մինչև 18-րդ օրը), r ճարպային զանգվածը 18-րդ օրը և ճարպային զանգվածի փոփոխությունը (-8-ից մինչև 18-րդ օրը): Կրկնվող չափումների վիճակագրական նշանակալիությունը ստուգվել է Oneway-ANOVA-ի, որին հաջորդել է Թյուքիի բազմակի համեմատական ​​թեստը։ *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։Տվյալները ներկայացված են որպես միջին արժեք + միջինի ստանդարտ սխալ, մութ փուլը (18:00-06:00) ներկայացված է մոխրագույն վանդակներով: Հիստոգրամների վրա կետերը ներկայացնում են առանձին մկներին: Միջին արժեքները հաշվարկվել են ամբողջ փորձարարական ժամանակահատվածի համար (0-108 ժամ): n = 7:
Մկները համեմատվել են մարմնի քաշի, նիհար զանգվածի և ճարպային զանգվածի առումով սկզբնական մակարդակում (Նկար 4ա-գ) և պահպանվել են 22, 25, 27.5 և 30°C ջերմաստիճաններում, ինչպես նորմալ քաշ ունեցող մկների հետ կատարված ուսումնասիրություններում։ Մկների խմբերը համեմատելիս, նույն մկների մոտ EE-ի և ջերմաստիճանի միջև կապը ցույց է տվել նմանատիպ գծային կապ ջերմաստիճանի հետ ժամանակի ընթացքում։ Այսպիսով, 22°C-ում պահված մկները սպառել են մոտ 30%-ով ավելի շատ էներգիա, քան 30°C-ում պահված մկները (Նկար 4դ, ե)։ Կենդանիների վրա ազդեցությունները ուսումնասիրելիս ջերմաստիճանը միշտ չէ, որ ազդել է RER-ի վրա (Նկար 4զ,գ)։ Սննդի ընդունումը, ջրի ընդունումը և ակտիվությունը զգալիորեն չեն ազդվել ջերմաստիճանից (Նկար 4ժ-մ)։ 33 օր մեծացնելուց հետո 30°C-ում մկները զգալիորեն ավելի բարձր մարմնի քաշ ունեին, քան 22°C-ում պահված մկները (Նկար 4ն)։ Համեմատած իրենց համապատասխան նախնական կետերի հետ, 30°C-ում մեծացած մկները զգալիորեն ավելի բարձր մարմնի քաշ ունեին, քան 22°C-ում մեծացած մկները (միջին ± միջինի ստանդարտ սխալ. Նկ. 4o): Քաշի համեմատաբար ավելի բարձր ավելացումը պայմանավորված էր ճարպային զանգվածի աճով (Նկ. 4p, q), այլ ոչ թե նիհար զանգվածի աճով (Նկ. 4r, s): Համապատասխանելով EE-ի ցածր արժեքին 30°C-ում, BAT ֆունկցիան/ակտիվությունը մեծացնող մի քանի BAT գեների արտահայտությունը նվազել է 30°C-ում՝ համեմատած 22°C-ի հետ՝ Adra1a, Adrb3 և Prdm16: Այլ կարևոր գեներ, որոնք նույնպես մեծացնում են BAT ֆունկցիան/ակտիվությունը, չեն ազդվել՝ Sema3a (նեյրիտների աճի կարգավորում), Tfam (միտոքոնդրիալ կենսագենեզ), Adrb1, Adra2a, Pck1 (գլյուկոնեոգենեզ) և Cpt1a: Հետաքրքիր է, որ Ucp1-ը և Vegf-a-ն, որոնք կապված են ջերմածնության ակտիվության բարձրացման հետ, չեն նվազել 30°C խմբում: Փաստորեն, երեք մկների մոտ Ucp1 մակարդակը ավելի բարձր էր, քան 22°C խմբում, իսկ Vegf-a-ն և Adrb2-ը զգալիորեն բարձրացած էին: 22°C խմբի համեմատ, 25°C և 27.5°C ջերմաստիճաններում պահվող մկների մոտ փոփոխություն չի նկատվել (Լրացուցիչ նկար 1):
- Մարմնի քաշը (ա), նիհար զանգվածը (բ) և ճարպային զանգվածը (գ) 9 օր անց (SABLE համակարգին տեղափոխելուց մեկ օր առաջ): դ Էներգիայի սպառումը (EE, կկալ/ժ): ե Միջին էներգիայի սպառումը (0–96 ժամ) տարբեր ջերմաստիճաններում (կկալ/24 ժամ): զ Շնչառական փոխանակման հարաբերակցությունը (RER, VCO2/VO2): է Միջին RER-ը (VCO2/VO2): ժ Սննդի ընդհանուր ընդունումը (գ): թ Սննդի միջին ընդունումը (գ/24 ժամ): ժ Ջրի ընդհանուր սպառումը (մլ): կ Ջրի միջին սպառումը (մլ/24 ժամ): լ Կուտակային ակտիվության մակարդակը (մ): մ Միջին ակտիվության մակարդակը (մ/24 ժամ): n Մարմնի քաշը 23-րդ օրը (գ), o Մարմնի քաշի փոփոխությունը, p Նիհար զանգվածը, q Նիհար զանգվածի փոփոխությունը (գ) 23-րդ օրը՝ համեմատած 9-րդ օրվա հետ, Ճարպի զանգվածի փոփոխությունը (գ) 23-րդ օրը, ճարպային զանգվածի փոփոխությունը (գ)՝ համեմատած 8-րդ օրվա հետ, 23-րդ օրը՝ համեմատած -8-րդ օրվա հետ: Կրկնվող չափումների վիճակագրական նշանակալիությունը ստուգվել է Oneway-ANOVA-ի, որին հաջորդել է Թյուքիի բազմակի համեմատական ​​թեստը։ *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։Տվյալները ներկայացված են որպես միջին արժեք + միջինի ստանդարտ սխալ, մութ փուլը (18:00-06:00) ներկայացված է մոխրագույն վանդակներով: Հիստոգրամների վրա կետերը ներկայացնում են առանձին մկներին: Միջին արժեքները հաշվարկվել են ամբողջ փորձարարական ժամանակահատվածի համար (0-96 ժամ): n = 7:
Ինչպես մարդիկ, մկները նույնպես հաճախ ստեղծում են միկրոմիջավայրեր՝ շրջակա միջավայրին ջերմության կորուստը նվազեցնելու համար: Այս միջավայրի կարևորությունը էլեկտրաէներգիայի համար քանակականացնելու համար մենք գնահատել ենք էլեկտրաէներգիան 22, 25, 27.5 և 30°C ջերմաստիճաններում՝ կաշվե պաշտպանիչներով և բնադրող նյութով կամ առանց դրանց: 22°C ջերմաստիճանում ստանդարտ կաշվի ավելացումը նվազեցնում է էլեկտրաէներգիան մոտ 4%-ով: Բնադրող նյութի հետագա ավելացումը նվազեցրել է էլեկտրաէներգիան 3-4%-ով (Նկար 5ա,բ): Տներ կամ կաշվի + անկողնային պարագաներ ավելացնելիս էական փոփոխություններ չեն նկատվել RER-ում, սննդի ընդունման, ջրի ընդունման կամ ակտիվության մակարդակներում (Նկար 5i-p): Կաշվի և բնադրող նյութի ավելացումը նույնպես զգալիորեն նվազեցրել է էլեկտրաէներգիան 25 և 30°C ջերմաստիճաններում, սակայն արձագանքները քանակապես ավելի փոքր էին: 27.5°C ջերմաստիճանում տարբերություն չի նկատվել: Հատկանշական է, որ այս փորձերի ժամանակ էլեկտրաէներգիան նվազել է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ, այս դեպքում մոտ 57%-ով ցածր, քան էլեկտրաէներգիան 30°C ջերմաստիճանում՝ համեմատած 22°C ջերմաստիճանի հետ (Նկար 5c-h): Նույն վերլուծությունը կատարվել է միայն թեթև փուլի համար, որտեղ EE-ն ավելի մոտ էր բազային նյութափոխանակության արագությանը, քանի որ այս դեպքում մկները հիմնականում հանգստացել են մաշկի վրա, ինչը հանգեցնում է համեմատելի էֆեկտի չափերի տարբեր ջերմաստիճաններում (Լրացուցիչ նկ. 2a-h):
Մկների տվյալները՝ ապաստարանից և բնադրման նյութից (մուգ կապույտ), տան, բայց բնադրման նյութից զուրկ նյութից (բաց կապույտ) և տան և բնադրման նյութից (նարնջագույն): Էներգիայի սպառումը (EE, կկալ/ժ) a, c, e և g սենյակների համար 22, 25, 27.5 և 30 °C ջերմաստիճաններում, b, d, f և h նշանակում են EE (կկալ/ժ): ip 22°C ջերմաստիճանում պահվող մկների տվյալները՝ i շնչառական հաճախականություն (RER, VCO2/VO2), j միջին RER (VCO2/VO2), k կուտակային սննդի ընդունում (գ), l միջին սննդի ընդունում (գ/24 ժ), m ջրի ընդհանուր ընդունում (մլ), n ջրի միջին ընդունում AUC (մլ/24 ժ), o ընդհանուր ակտիվություն (մ), p միջին ակտիվության մակարդակ (մ/24 ժ): Տվյալները ներկայացված են որպես միջինի միջին + ստանդարտ սխալ, մութ փուլը (18:00-06:00 ժ) ներկայացված է մոխրագույն վանդակներով: Հիստոգրամների վրա կետերը ներկայացնում են առանձին մկներին: Կրկնվող չափումների վիճակագրական նշանակալիությունը ստուգվել է Oneway-ANOVA-ի, որին հաջորդել է Թյուքիի բազմակի համեմատական ​​թեստը։ *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։Միջին արժեքները հաշվարկվել են ամբողջ փորձարարական ժամանակահատվածի համար (0-72 ժամ): n = 7:
Նորմալ քաշ ունեցող մկների մոտ (2-3 ժամ ծոմ պահելով) տարբեր ջերմաստիճաններում մեծացումը չի հանգեցրել TG, 3-HB, խոլեստերինի, ALT և AST պլազմային կոնցենտրացիաների էական տարբերությունների, սակայն HDL-ի՝ ջերմաստիճանից կախվածության մեջ։ Նկար 6a-e): Լեպտինի, ինսուլինի, C-պեպտիդի և գլյուկագոնի ծոմ պահելով պլազմային կոնցենտրացիաները նույնպես չեն տարբերվել խմբերի միջև (Նկարներ 6g-j): Գլյուկոզայի նկատմամբ հանդուրժողականության թեստի օրը (31 օր տարբեր ջերմաստիճաններում անցկացնելուց հետո) արյան մեջ գլյուկոզի բազային մակարդակը (5-6 ժամ ծոմ պահելով) կազմել է մոտավորապես 6.5 մՄ, խմբերի միջև տարբերություն չի եղել։ Գլյուկոզի բանավոր ընդունումը զգալիորեն բարձրացրեց արյան մեջ գլյուկոզի կոնցենտրացիան բոլոր խմբերում, սակայն 30°C ջերմաստիճանում պահված մկների խմբում (անհատական ​​ժամանակային կետեր՝ P < 0.05–P < 0.0001, Նկ. 6k, l) ինչպես գագաթնակետային կոնցենտրացիան, այնպես էլ կորի տակ գտնվող մակերեսի աճը (iAUC) ավելի ցածր էին (անհատական ​​ժամանակային կետեր՝ P < 0.05–P < 0.0001, Նկ. 6k, l)՝ համեմատած 22, 25 և 27.5°C ջերմաստիճանում պահված մկների հետ (որոնք միմյանցից չէին տարբերվում): Գլյուկոզի բանավոր ընդունումը զգալիորեն բարձրացրեց արյան մեջ գլյուկոզի կոնցենտրացիան բոլոր խմբերում, սակայն 30°C ջերմաստիճանում պահված մկների խմբում (անհատական ​​ժամանակային կետեր՝ P < 0.05–P < 0.0001, Նկ. 6k, l) և 22, 25 և 27.5°C ջերմաստիճանում պահված մկների խմբում (որոնք միմյանցից չէին տարբերվում) և՛ գագաթնակետային կոնցենտրացիան, և՛ կորի տակ գտնվող մակերեսի աճը (iAUC) ավելի ցածր էին (անհատական ​​ժամանակային կետեր՝ P < 0.05–P < 0.0001, Նկ. 6k, l): Пероральное введение глюкозы значительно повышало концентрацию глюкозы в крови во բոլոր խմբում, но как пиковая концентрация, так и площадь приращения под кривыми (iAUC) (15–120 խմբ. содержащихся при 30 °C (оддельные временные точки: P < 0,05–P < 0,0001, рис. 6k, l) по сравнению с мышами, содержащимися при 22, 25 и 27,5 ° C ( различались между собой). Գլյուկոզի բանավոր ընդունումը զգալիորեն մեծացրել է արյան մեջ գլյուկոզի կոնցենտրացիան բոլոր խմբերում, սակայն ինչպես գագաթնակետային կոնցենտրացիան, այնպես էլ կորի տակ գտնվող մակերեսի աճը (iAUC) (15-120 րոպե) ավելի ցածր էին 30°C ջերմաստիճանում գտնվող մկների խմբում (առանձին ժամանակային կետեր՝ P < 0.05–P < 0.0001, Նկ. 6k, l)՝ համեմատած 22, 25 և 27.5°C ջերմաստիճանում պահված մկների հետ (որոնք միմյանցից չէին տարբերվում):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0,05–P <0,0001, 6կ, լ, 22, 25, 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 饲张浓度 和 曲线 下 增加 面积 面积 (IAUC) (15-120 分钟) 均 较 低 各 个 点 点 点 5. 0,0001，图6k，l）与饲养在22、25⒌27.5°C ջերմաստիճանումԳլյուկոզի բանավոր ընդունումը զգալիորեն մեծացրել է արյան մեջ գլյուկոզի կոնցենտրացիան բոլոր խմբերում, սակայն ինչպես գագաթնակետային կոնցենտրացիան, այնպես էլ կորի տակ գտնվող մակերեսը (iAUC) (15-120 րոպե) ավելի ցածր էին 30°C ջերմաստիճանում կերակրվող մկների խմբում (բոլոր ժամանակային կետերում):P < 0,05–P < 0,0001, рис. : P < 0.05–P < 0.0001, Նկ.6լ, լ) համեմատած 22, 25 և 27.5°C ջերմաստիճաններում պահված մկների հետ (միմյանցից տարբերություն չկա):
TG, 3-HB, խոլեստերին, HDL, ALT, AST, FFA, գլիցերին, լեպտին, ինսուլին, C-պեպտիդ և գլյուկագոն պլազմային կոնցենտրացիաները ցույց են տրված չափահաս արու DIO(al) մկների մոտ՝ նշված ջերմաստիճանում 33 օր կերակրվելուց հետո: Մկներին չեն կերակրել արյան նմուշառումից 2-3 ժամ առաջ: Բացառություն էր կազմում գլյուկոզի նկատմամբ բերանացի հանդուրժողականության թեստը, որը կատարվել է ուսումնասիրության ավարտից երկու օր առաջ՝ 5-6 ժամ ծոմ պահած և 31 օր համապատասխան ջերմաստիճանում պահված մկների վրա: Մկներին տրվել է 2 գ/կգ մարմնի քաշ: Կորի տակ գտնվող մակերեսի տվյալները (L) արտահայտվում են որպես աճող տվյալներ (iAUC): Տվյալները ներկայացված են որպես միջին ± SEM: Կետերը ներկայացնում են առանձին նմուշներ: *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.
DIO մկների մոտ (նույնպես 2-3 ժամ ծոմ պահած) պլազմայում խոլեստերինի, HDL-ի, ALT-ի, AST-ի և FFA-ի կոնցենտրացիաները խմբերի միջև չեն տարբերվել: 30°C խմբում և՛ TG-ն, և՛ գլիցերինը զգալիորեն բարձրացել են 22°C խմբի համեմատ (Նկարներ 7ա-ժ): Ի տարբերություն դրա, 3-GB-ն 30°C-ում մոտ 25%-ով ցածր էր 22°C-ի համեմատ (Նկար 7բ): Այսպիսով, չնայած 22°C-ում պահվող մկներն ունեին ընդհանուր դրական էներգետիկ հաշվեկշիռ, ինչպես վկայում է քաշի ավելացումը, TG-ի, գլիցերինի և 3-HB-ի պլազմայում կոնցենտրացիաների տարբերությունները ենթադրում են, որ 22°C-ում մկները, երբ նմուշառումը ավելի քիչ էր, քան 22°C-ում: 30°C-ում մեծացած մկները համեմատաբար ավելի էներգետիկորեն բացասական վիճակում էին: Դրան համապատասխան, արդյունահանվող գլիցերինի և TG-ի, բայց ոչ գլիկոգենի և խոլեստերինի, լյարդում կոնցենտրացիաները ավելի բարձր էին 30°C խմբում (Լրացուցիչ նկար 3ա-դ): Հետազոտելու համար, թե արդյոք լիպոլիզի ջերմաստիճանից կախված տարբերությունները (ինչպես չափվում է պլազմայում TG-ով և գլիցերինով) էպիդիդիմալ կամ աճուկային ճարպի ներքին փոփոխությունների արդյունք են, մենք ուսումնասիրության ավարտին այդ պաշարներից ճարպային հյուսվածք ենք արդյունահանել և ex vivo պայմաններում քանակապես որոշել ենք ազատ ճարպաթթուն և գլիցերինի արտազատումը։ Բոլոր փորձարարական խմբերում էպիդիդիմալ և աճուկային պահեստներից վերցված ճարպային հյուսվածքի նմուշները ցույց են տվել գլիցերինի և ազատ ճարպային ճարպերի արտադրության առնվազն կրկնակի աճ՝ ի պատասխան իզոպրոտերենոլի խթանման (Լրացուցիչ նկ. 4ա-դ): Այնուամենայնիվ, թաղանթի ջերմաստիճանի որևէ ազդեցություն բազալ կամ իզոպրոտերենոլով խթանված լիպոլիզի վրա չի հայտնաբերվել: Համապատասխանելով մարմնի ավելի բարձր քաշին և ճարպային զանգվածին, պլազմայում լեպտինի մակարդակը զգալիորեն ավելի բարձր էր 30°C խմբում, քան 22°C խմբում (Նկար 7i): Ընդհակառակը, ինսուլինի և C-պեպտիդի պլազմային մակարդակները չէին տարբերվում ջերմաստիճանային խմբերի միջև (Նկար 7k, k), սակայն պլազմային գլյուկագոնը կախվածություն էր ցուցաբերում ջերմաստիճանից, բայց այս դեպքում հակառակ խմբում գրեթե 22°C-ն կրկնակի ավելի էր, քան 30°C-ն: FROM. C խումբ (Նկար 7l): FGF21-ը չէր տարբերվում տարբեր ջերմաստիճանային խմբերի միջև (Նկար 7m): OGTT-ի օրը արյան մեջ գլյուկոզի բազային մակարդակը մոտավորապես 10 մՄ էր և չէր տարբերվում տարբեր ջերմաստիճաններում պահվող մկների միջև (Նկար 7n): Գլյուկոզի բանավոր ընդունումը մեծացրել է արյան մեջ գլյուկոզի մակարդակը և հասել է գագաթնակետին բոլոր խմբերում՝ մոտ 18 մՄ կոնցենտրացիայի դեպքում՝ դեղաչափից 15 րոպե անց: iAUC-ի (15-120 րոպե) և կոնցենտրացիաների մեջ նշանակալի տարբերություններ չեն եղել դեղաչափից հետո տարբեր ժամանակային կետերում (15, 30, 60, 90 և 120 րոպե) (Նկար 7n, o):
TG, 3-HB, խոլեստերին, HDL, ALT, AST, FFA, գլիցերին, լեպտին, ինսուլին, C-պեպտիդ, գլյուկագոն և FGF21 պլազմային կոնցենտրացիաները ցույց են տրվել չափահաս արու DIO (ao) մկների մոտ՝ 33 օր կերակրվելուց հետո։ Նշված ջերմաստիճանում։ Մկներին չեն կերակրել արյան նմուշառումից 2-3 ժամ առաջ։ Բացառություն էր կազմում գլյուկոզի բերանային հանդուրժողականության թեստը, քանի որ այն իրականացվել է 2 գ/կգ մարմնի քաշի դեղաչափով՝ ուսումնասիրության ավարտից երկու օր առաջ՝ այն մկների մոտ, որոնք 5-6 ժամ ծոմ են պահել և 31 օր պահել են համապատասխան ջերմաստիճանում։ Կորի տակ գտնվող մակերեսի տվյալները (o) ներկայացված են որպես աճող տվյալներ (iAUC): Տվյալները ներկայացված են որպես միջին ± SEM: Կետերը ներկայացնում են առանձին նմուշներ։ *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.
Կրծողների տվյալների փոխանցելիությունը մարդկանց վրա բարդ հարց է, որը կենտրոնական դեր է խաղում ֆիզիոլոգիական և դեղաբանական հետազոտությունների համատեքստում դիտարկումների կարևորության մեկնաբանման գործում: Տնտեսական պատճառներով և հետազոտությունները հեշտացնելու համար մկները հաճախ պահվում են իրենց ջերմային չեզոք գոտուց ցածր սենյակային ջերմաստիճանում, ինչը հանգեցնում է տարբեր փոխհատուցող ֆիզիոլոգիական համակարգերի ակտիվացմանը, որոնք մեծացնում են նյութափոխանակության արագությունը և հնարավոր է՝ խաթարում են թարգմանելիությունը9: Այսպիսով, մկների ցրտին ենթարկվելը կարող է մկներին դարձնել դիմացկուն սննդակարգով պայմանավորված ճարպակալման նկատմամբ և կարող է կանխել հիպերգլիկեմիան ստրեպտոզոտոցինով բուժվող առնետների մոտ՝ ոչ ինսուլին-կախյալ գլյուկոզի փոխադրման աճի պատճառով: Այնուամենայնիվ, պարզ չէ, թե որքանով է տարբեր համապատասխան ջերմաստիճանների երկարատև ազդեցությունը (սենյակից մինչև ջերմային չեզոք) ազդում նորմալ քաշ ունեցող մկների (սննդի վրա) և DIO մկների (HFD-ի վրա) տարբեր էներգետիկ հոմեոստազի և նյութափոխանակության պարամետրերի վրա, ինչպես նաև այն չափով, որքանով նրանք կարողացել են հավասարակշռել EE-ի աճը սննդի ընդունման աճի հետ: Այս հոդվածում ներկայացված ուսումնասիրությունը նպատակ ունի որոշակի պարզություն մտցնել այս թեմայի շուրջ:
Մենք ցույց ենք տալիս, որ նորմալ քաշով չափահաս մկների և արու DIO մկների մոտ EE-ն հակադարձ համեմատական ​​է սենյակային ջերմաստիճանին՝ 22-ից 30°C-ի միջև։ Այսպիսով, EE-ն 22°C-ում մոտ 30%-ով ավելի բարձր էր, քան 30°C-ում։ Երկու մկների մոդելներում էլ նորմալ քաշով մկների և DIO մկների միջև կարևոր տարբերությունն այն է, որ մինչդեռ նորմալ քաշով մկները համապատասխանում էին EE-ին ավելի ցածր ջերմաստիճաններում՝ համապատասխանաբար կարգավորելով սննդի ընդունումը, DIO մկների սննդի ընդունումը տարբեր մակարդակներում տարբերվում էր։ Ուսումնասիրության ջերմաստիճանները նման էին։ Մեկ ամիս անց 30°C-ում պահված DIO մկները ավելի շատ մարմնի քաշ և ճարպային զանգված են ավելացրել, քան 22°C-ում պահված մկները, մինչդեռ նույն ջերմաստիճանում և նույն ժամանակահատվածում պահված նորմալ մարդիկ ջերմություն չեն ունեցել։ Ջերմանեյտրալ կամ սենյակային ջերմաստիճանին մոտ ջերմաստիճանների համեմատ, սենյակային ջերմաստիճանում աճը հանգեցրել է նրան, որ DIO կամ նորմալ քաշով մկները, որոնք բարձր ճարպային սննդակարգի վրա էին, բայց ոչ նորմալ քաշով մկների սննդակարգի վրա, համեմատաբար ավելի քիչ քաշ են ավելացրել։ Հաստատված է այլ ուսումնասիրություններով17,18,19,20,21, բայց ոչ բոլորի կողմից22,23։
Ենթադրվում է, որ ջերմության կորուստը նվազեցնելու համար միկրոմիջավայր ստեղծելու ունակությունը ջերմային չեզոքությունը տեղափոխում է դեպի ձախ8, 12: Մեր ուսումնասիրության մեջ, թե՛ բնադրման նյութի ավելացումը, թե՛ թաքցնելը նվազեցրել են էլեկտրաէներգիան, բայց չեն հանգեցրել մինչև 28°C ջերմային չեզոքության: Այսպիսով, մեր տվյալները չեն հաստատում, որ մի ծնկան չափահաս մկների մոտ ջերմային չեզոքության ամենացածր կետը, էկոլոգիապես հարստացված տներով կամ առանց դրանց, պետք է լինի 26-28°C, ինչպես ցույց է տրված8,12, բայց դրանք հաստատում են ջերմային չեզոքություն ցույց տվող այլ ուսումնասիրություններ: Ցածր կետի մկների մոտ 30°C ջերմաստիճան7, 10, 24: Իրավիճակը բարդացնելու համար ցույց է տրվել, որ մկների մոտ ջերմային չեզոքության կետը օրվա ընթացքում ստատիկ չէ, քանի որ այն ավելի ցածր է հանգստի (թեթև) փուլում, հնարավոր է՝ ակտիվության և սննդակարգով պայմանավորված ջերմոգենեզի արդյունքում կալորիաների արտադրության ցածր մակարդակի պատճառով: Այսպիսով, թեթև փուլում ջերմային չեզոքության ամենացածր կետը կազմում է մոտ 29°C, իսկ մութ փուլում՝ մոտ 33°C25:
Վերջին հաշվով, շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի և ընդհանուր էներգիայի սպառման միջև կապը որոշվում է ջերմության ցրմամբ: Այս համատեքստում մակերեսի մակերեսի և ծավալի հարաբերակցությունը ջերմային զգայունության կարևոր որոշիչ է, որը ազդում է ինչպես ջերմության ցրման (մակերեսի մակերեսի), այնպես էլ ջերմության առաջացման (ծավալի) վրա: Մակերեսից բացի, ջերմափոխանակումը որոշվում է նաև ջերմամեկուսացմամբ (ջերմափոխանակման արագություն): Մարդկանց մոտ ճարպային զանգվածը կարող է նվազեցնել ջերմության կորուստը՝ մարմնի պատյանի շուրջ ստեղծելով ջերմամեկուսիչ պատնեշ, և ենթադրվել է, որ ճարպային զանգվածը նույնպես կարևոր է մկների մոտ ջերմամեկուսացման համար՝ իջեցնելով ջերմաչեզոք կետը և նվազեցնելով ջերմաստիճանի զգայունությունը ջերմային չեզոք կետից ցածր (կորի թեքություն): Շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը՝ համեմատած EE-ի հետ (EE)12: Մեր ուսումնասիրությունը նախատեսված չէր այս ենթադրյալ կապը ուղղակիորեն գնահատելու համար, քանի որ մարմնի կազմի տվյալները հավաքվել են էներգիայի ծախսերի տվյալների հավաքագրումից 9 օր առաջ, և քանի որ ճարպային զանգվածը կայուն չէր ամբողջ ուսումնասիրության ընթացքում: Այնուամենայնիվ, քանի որ նորմալ քաշով և DIO մկները 30°C-ում ունեն EE 30%-ով ավելի ցածր, քան 22°C-ում՝ չնայած ճարպային զանգվածի առնվազն 5 անգամ տարբերությանը, մեր տվյալները չեն հաստատում, որ ճարպակալումը պետք է ապահովի հիմնական ջերմամեկուսացում: Սա համահունչ է այլ ուսումնասիրությունների հետ, որոնք ավելի լավ են մշակված այս ուսումնասիրության համար4,24: Այս ուսումնասիրություններում ճարպակալման մեկուսիչ ազդեցությունը փոքր էր, բայց պարզվել է, որ մորթին ապահովում է ընդհանուր ջերմամեկուսացման 30-50%-ը4,24: Այնուամենայնիվ, մահացած մկների մոտ ջերմահաղորդականությունը մահից անմիջապես հետո աճել է մոտ 450%-ով, ինչը ենթադրում է, որ մորթու մեկուսիչ ազդեցությունը անհրաժեշտ է ֆիզիոլոգիական մեխանիզմների, այդ թվում՝ անոթների նեղացման, աշխատանքի համար: Մկների և մարդկանց միջև մորթու տեսակների տարբերություններից բացի, մկների մոտ ճարպակալման թույլ մեկուսիչ ազդեցության վրա կարող են ազդել նաև հետևյալ նկատառումները. Մարդու ճարպային զանգվածի մեկուսիչ գործոնը հիմնականում միջնորդվում է ենթամաշկային ճարպային զանգվածով (հաստությամբ)26,27: Սովորաբար կրծողների մոտ ընդհանուր կենդանական ճարպի 20%-ից պակաս28: Բացի այդ, ընդհանուր ճարպային զանգվածը կարող է նույնիսկ անհատի ջերմամեկուսացման ենթաօպտիմալ չափանիշ չլինել, քանի որ պնդվել է, որ բարելավված ջերմամեկուսացումը փոխհատուցվում է մակերեսի մակերեսի անխուսափելի աճով (և, հետևաբար, ջերմության կորստի աճով), երբ ճարպային զանգվածը մեծանում է:
Նորմալ քաշ ունեցող մկների մոտ TG, 3-HB, խոլեստերինի, HDL, ALT և AST պլազմայում կոնցենտրացիաները տարբեր ջերմաստիճաններում գրեթե 5 շաբաթ չեն փոխվել, հավանաբար այն պատճառով, որ մկները գտնվում էին նույն էներգետիկ հաշվեկշռի վիճակում, ինչպես ուսումնասիրության ավարտին: Համապատասխանելով ճարպային զանգվածի նմանությանը, պլազմայում լեպտինի մակարդակի, ինչպես նաև ինսուլինի, C-պեպտիդի և գլյուկագոնի մակարդակների տարբերություններ նույնպես չեն եղել: Ավելի շատ ազդանշաններ են հայտնաբերվել DIO մկների մոտ: Չնայած 22°C ջերմաստիճանում մկները նույնպես չունեին ընդհանուր բացասական էներգետիկ հաշվեկշիռ այս վիճակում (քանի որ նրանք քաշ էին հավաքում), ուսումնասիրության ավարտին նրանք համեմատաբար ավելի էներգետիկ պակաս ունեին, քան 30°C ջերմաստիճանում մեծացած մկները, այնպիսի պայմաններում, ինչպիսիք են կետոնների բարձր արտադրությունը (3-GB) և պլազմայում գլիցերինի ու TG կոնցենտրացիայի նվազումը: Այնուամենայնիվ, լիպոլիզի ջերմաստիճանից կախված տարբերությունները, կարծես, չեն հանդիսանում էպիդիդիմալ կամ աճուկային ճարպի ներքին փոփոխությունների արդյունք, ինչպիսիք են ադիպոհորմոն-զգայուն լիպազի արտահայտման փոփոխությունները, քանի որ FFA-ն և այս պահեստներից արդյունահանված ճարպից արտազատված գլիցերինը գտնվում են ջերմաստիճանային խմբերի միջև։ Ջերմաստիճանային խմբերը նման են միմյանց։ Չնայած մենք ներկայիս ուսումնասիրության մեջ չենք ուսումնասիրել սիմպաթիկ տոնուսը, մյուսները պարզել են, որ այն (սրտի հաճախության և միջին զարկերակային ճնշման հիման վրա) գծայինորեն կապված է մկների շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի հետ և մոտավորապես ցածր է 30°C-ում, քան 22°C-ում (20%)։ Այսպիսով, սիմպաթիկ տոնուսի ջերմաստիճանից կախված տարբերությունները կարող են դեր ունենալ լիպոլիզի մեջ մեր ուսումնասիրության մեջ, բայց քանի որ սիմպաթիկ տոնուսի աճը խթանում է լիպոլիզը, այլ ոչ թե արգելակում, այլ մեխանիզմներ կարող են հակազդել այս նվազմանը կուլտուրացված մկների մոտ։ Հավանական դեր մարմնի ճարպի քայքայման մեջ։ Սենյակային ջերմաստիճան։ Ավելին, սիմպաթիկ տոնուսի լիպոլիզի վրա խթանող ազդեցության մի մասը անուղղակիորեն միջնորդվում է ինսուլինի սեկրեցիայի ուժեղ արգելակմամբ, ինչը ընդգծում է ինսուլինի կողմից լրացուցիչ ընդունումը ընդհատող ազդեցությունը լիպոլիզի վրա30, սակայն մեր ուսումնասիրության մեջ տարբեր ջերմաստիճաններում պլազմայում ինսուլինի ծոմապահությունը և C-պեպտիդի սիմպաթիկ տոնուսը բավարար չէին լիպոլիզի փոփոխության համար: Փոխարենը, մենք պարզեցինք, որ էներգետիկ կարգավիճակի տարբերությունները, ամենայն հավանականությամբ, DIO մկների մոտ այս տարբերությունների հիմնական պատճառն էին: Նորմալ քաշ ունեցող մկների մոտ EE-ով սննդի ընդունման ավելի լավ կարգավորմանը հանգեցնող հիմքում ընկած պատճառները պահանջում են հետագա ուսումնասիրություն: Սակայն, ընդհանուր առմամբ, սննդի ընդունումը կառավարվում է հոմեոստատիկ և հեդոնիկ ազդակներով31,32,33: Չնայած կա բանավեճ այն մասին, թե երկու ազդանշաններից որն է քանակապես ավելի կարևոր,31,32,33 հայտնի է, որ բարձր ճարպային սննդի երկարատև օգտագործումը հանգեցնում է ավելի հաճույքի վրա հիմնված սննդային վարքագծի, որը որոշ չափով կապ չունի հոմեոստազի հետ: . – կարգավորվող սննդի ընդունում34,35,36: Հետևաբար, 45% HFD-ով բուժված DIO մկների հեդոնիկ սննդային վարքի աճը կարող է լինել այն պատճառներից մեկը, թե ինչու այս մկները չեն հավասարակշռել սննդի ընդունումը EE-ի հետ: Հետաքրքիր է, որ ախորժակի և արյան մեջ գլյուկոզի կարգավորող հորմոնների տարբերությունները նույնպես նկատվել են ջերմաստիճանի կարգավորմամբ DIO մկների մոտ, բայց ոչ նորմալ քաշ ունեցող մկների մոտ: DIO մկների մոտ պլազմայում լեպտինի մակարդակը բարձրացել է ջերմաստիճանի հետ, իսկ գլյուկագոնի մակարդակը նվազել է ջերմաստիճանի հետ: Այն չափը, որով ջերմաստիճանը կարող է անմիջականորեն ազդել այս տարբերությունների վրա, արժանի է հետագա ուսումնասիրության, բայց լեպտինի դեպքում, 22°C ջերմաստիճանում մկների մոտ հարաբերական բացասական էներգետիկ հաշվեկշիռը և, հետևաբար, ճարպային զանգվածի նվազումը, անկասկած, կարևոր դեր են խաղացել, քանի որ ճարպային զանգվածը և պլազմայում լեպտինը խիստ փոխկապակցված են37: Այնուամենայնիվ, գլյուկագոնի ազդանշանի մեկնաբանությունն ավելի առեղծվածային է: Ինսուլինի նման, գլյուկագոնի սեկրեցիան ուժեղորեն արգելակվել է սիմպաթիկ տոնուսի աճով, բայց ամենաբարձր սիմպաթիկ տոնուսը կանխատեսվում էր 22°C խմբում, որն ուներ պլազմայում գլյուկագոնի ամենաբարձր կոնցենտրացիաները: Ինսուլինը պլազմային գլյուկագոնի մեկ այլ ուժեղ կարգավորիչ է, և ինսուլինային դիմադրությունը և 2-րդ տիպի շաքարախտը սերտորեն կապված են ծոմապահության և հետճաշային հիպերգլյուկագոնեմիայի հետ 38,39: Այնուամենայնիվ, մեր ուսումնասիրության մեջ DIO մկները նույնպես ինսուլինի նկատմամբ անզգայուն էին, ուստի սա նույնպես չէր կարող լինել 22°C խմբում գլյուկագոնի ազդանշանային ուղու աճի հիմնական գործոնը: Լյարդի ճարպի պարունակությունը նույնպես դրականորեն կապված է պլազմային գլյուկագոնի կոնցենտրացիայի աճի հետ, որի մեխանիզմները, իր հերթին, կարող են ներառել լյարդի գլյուկագոնի դիմադրությունը, միզանյութի արտադրության նվազումը, շրջանառվող ամինաթթուների կոնցենտրացիաների աճը և ամինաթթուներով խթանված գլյուկագոնի սեկրեցիայի աճը 40,41,42: Այնուամենայնիվ, քանի որ գլիցերինի և TG-ի արդյունահանվող կոնցենտրացիաները մեր ուսումնասիրության մեջ ջերմաստիճանային խմբերի միջև չէին տարբերվում, սա նույնպես չէր կարող լինել 22°C խմբում պլազմային կոնցենտրացիաների աճի պոտենցիալ գործոն: Եռիյոդթիրոնինը (T3) կարևոր դեր է խաղում ընդհանուր նյութափոխանակության արագության և հիպոթերմիայի դեմ նյութափոխանակության պաշտպանության նախաձեռնման մեջ 43,44: Այսպիսով, պլազմայում T3-ի կոնցենտրացիան, որը հնարավոր է կարգավորվում է կենտրոնական միջնորդավորված մեխանիզմներով,45,46 մեծանում է թե՛ մկների, թե՛ մարդկանց մոտ ջերմային չեզոքությունից ցածր պայմաններում47, չնայած մարդկանց մոտ աճն ավելի փոքր է, ինչը ավելի հակված է մկների մոտ: Սա համապատասխանում է շրջակա միջավայրին ջերմության կորստին: Այս ուսումնասիրության մեջ մենք չենք չափել պլազմայում T3-ի կոնցենտրացիաները, բայց կոնցենտրացիաները կարող են ավելի ցածր լինել 30°C խմբում, ինչը կարող է բացատրել այս խմբի ազդեցությունը պլազմայում գլյուկագոնի մակարդակի վրա, քանի որ մենք (թարմացված նկար 5ա) և ուրիշներ ցույց ենք տվել, որ T3-ը մեծացնում է պլազմայում գլյուկագոնը դեղաչափից կախված ձևով: Հաղորդվել է, որ վահանաձև գեղձի հորմոնները լյարդում առաջացնում են FGF21-ի արտահայտությունը: Ինչպես գլյուկագոնը, պլազմայում FGF21-ի կոնցենտրացիաները նույնպես աճել են պլազմայում T3-ի կոնցենտրացիաների հետ (Լրացուցիչ նկար 5բ և հղում 48), բայց գլյուկագոնի համեմատ, մեր ուսումնասիրության մեջ FGF21-ի պլազմայում կոնցենտրացիաները չեն ազդվել ջերմաստիճանից: Այս անհամապատասխանության հիմքում ընկած պատճառները պահանջում են հետագա ուսումնասիրություն, սակայն T3-ով պայմանավորված FGF21 ինդուկցիան պետք է տեղի ունենա T3-ի ազդեցության ավելի բարձր մակարդակներում՝ համեմատած դիտարկվող T3-ով պայմանավորված գլյուկագոնի արձագանքի հետ (Լրացուցիչ նկ. 5բ):
Ցույց է տրվել, որ HFD-ն ուժեղ կապ ունի գլյուկոզի նկատմամբ հանդուրժողականության խանգարման և ինսուլինային դիմադրության (մարկերների) հետ 22°C ջերմաստիճանում մեծացած մկների մոտ: Այնուամենայնիվ, HFD-ն կապված չէր ո՛չ գլյուկոզի նկատմամբ հանդուրժողականության խանգարման, ո՛չ էլ ինսուլինային դիմադրության հետ, երբ մեծացել է ջերմաչեզոք միջավայրում (այստեղ սահմանվում է որպես 28°C)19: Մեր ուսումնասիրության մեջ այս կապը չի կրկնվել DIO մկների մոտ, բայց 30°C ջերմաստիճանում պահպանված նորմալ քաշով մկները զգալիորեն բարելավել են գլյուկոզի նկատմամբ հանդուրժողականությունը: Այս տարբերության պատճառը պահանջում է հետագա ուսումնասիրություն, բայց կարող է ազդվել այն փաստով, որ մեր ուսումնասիրության մեջ DIO մկները ինսուլինային դիմադրողականություն ունեին, իսկ պլազմայում C-պեպտիդի կոնցենտրացիաները՝ 12-20 անգամ ավելի բարձր, քան նորմալ քաշով մկները: Իսկ արյան մեջ դատարկ ստամոքսի վրա գլյուկոզի կոնցենտրացիաները մոտ 10 մՄ էին (մոտ 6 մՄ՝ նորմալ մարմնի քաշի դեպքում), ինչը, կարծես, փոքր պատուհան է թողնում ջերմաչեզոք պայմաններին ենթարկվելու ցանկացած հնարավոր օգտակար ազդեցության համար՝ գլյուկոզի նկատմամբ հանդուրժողականությունը բարելավելու համար: Հնարավոր շփոթեցնող գործոն է այն, որ գործնական պատճառներով OGTT-ն իրականացվում է սենյակային ջերմաստիճանում: Այսպիսով, ավելի բարձր ջերմաստիճաններում պահված մկները ունեցել են թույլ սառը ցնցում, որը կարող է ազդել գլյուկոզի կլանման/մաքրման վրա: Այնուամենայնիվ, տարբեր ջերմաստիճանային խմբերում արյան մեջ գլյուկոզի նմանատիպ կոնցենտրացիաների հիման վրա, շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի փոփոխությունները կարող են էականորեն չազդել արդյունքների վրա։
Ինչպես նշվեց ավելի վաղ, վերջերս ընդգծվել է, որ սենյակային ջերմաստիճանի բարձրացումը կարող է թուլացնել ցրտի նկատմամբ որոշ ռեակցիաներ, ինչը կարող է կասկածի տակ դնել մկների տվյալների փոխանցելիությունը մարդկանց: Այնուամենայնիվ, պարզ չէ, թե որն է մկների պահելու օպտիմալ ջերմաստիճանը՝ մարդու ֆիզիոլոգիան ընդօրինակելու համար: Այս հարցի պատասխանը կարող է նաև ազդվել ուսումնասիրության ոլորտից և ուսումնասիրվող վերջնական կետից: Դրա օրինակ է սննդակարգի ազդեցությունը լյարդի ճարպի կուտակման, գլյուկոզի նկատմամբ հանդուրժողականության և ինսուլինային դիմադրության վրա19: Էներգիայի ծախսի առումով որոշ հետազոտողներ կարծում են, որ ջերմային չեզոքությունը բուծման օպտիմալ ջերմաստիճանն է, քանի որ մարդիկ քիչ լրացուցիչ էներգիա են պահանջում իրենց մարմնի հիմնական ջերմաստիճանը պահպանելու համար, և նրանք չափահաս մկների համար մեկ շրջանի ջերմաստիճանը սահմանում են 30°C7,10: Այլ հետազոտողներ կարծում են, որ ջերմաստիճանը, որը համեմատելի է այն ջերմաստիճանի հետ, որը մարդիկ սովորաբար ունենում են չափահաս մկների մոտ մեկ ծնկի վրա, 23-25°C է, քանի որ նրանք ջերմային չեզոքությունը գտել են 26-28°C, և հիմնվելով մարդկանց մոտ մոտ 3°C-ով ցածր լինելու վրա, նրանց ստորին կրիտիկական ջերմաստիճանը, որը այստեղ սահմանվում է որպես 23°C, մի փոքր 8.12 է: Մեր ուսումնասիրությունը համապատասխանում է մի շարք այլ ուսումնասիրությունների, որոնք նշում են, որ ջերմային չեզոքությունը չի ապահովվում 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25 ջերմաստիճանում, ինչը ցույց է տալիս, որ 23-25°C-ը չափազանց ցածր է: Մկների սենյակային ջերմաստիճանի և ջերմային չեզոքության վերաբերյալ մեկ այլ կարևոր գործոն է մեկ կամ խմբային բնակեցումը: Երբ մկները բնակեցվել են խմբերով, այլ ոչ թե անհատապես, ինչպես մեր ուսումնասիրության մեջ, ջերմաստիճանի զգայունությունը նվազել է, հնարավոր է՝ կենդանիների գերբնակեցման պատճառով: Այնուամենայնիվ, սենյակային ջերմաստիճանը դեռևս ցածր էր 25-ի LTL-ից, երբ օգտագործվել են երեք խմբեր: Այս առումով, թերևս, ամենակարևոր միջտեսակային տարբերությունը BAT ակտիվության քանակական նշանակությունն է՝ որպես պաշտպանություն հիպոթերմիայի դեմ: Այսպիսով, մինչդեռ մկները մեծապես փոխհատուցել են իրենց ավելի բարձր կալորիականության կորուստը՝ մեծացնելով BAT ակտիվությունը, որը միայն 5°C ջերմաստիճանում կազմում է ավելի քան 60% EE,51,52 մարդու BAT ակտիվության ներդրումը EE-ում զգալիորեն ավելի բարձր էր, շատ ավելի փոքր: Հետևաբար, BAT ակտիվության նվազեցումը կարող է կարևոր միջոց լինել մարդկային թարգմանությունը մեծացնելու համար: BAT ակտիվության կարգավորումը բարդ է, բայց հաճախ միջնորդվում է ադրեներգիկ խթանման, վահանաձև գեղձի հորմոնների և UCP114,54,55,56,57 արտահայտման համակցված ազդեցությամբ: Մեր տվյալները ցույց են տալիս, որ գործառույթի/ակտիվացման համար պատասխանատու BAT գեների արտահայտման տարբերությունները հայտնաբերելու համար ջերմաստիճանը պետք է բարձրացվի 27.5°C-ից բարձր՝ համեմատած մկների հետ 22°C ջերմաստիճանում: Այնուամենայնիվ, 30 և 22°C ջերմաստիճանում խմբերի միջև հայտնաբերված տարբերությունները միշտ չէ, որ վկայում էին BAT ակտիվության աճի մասին 22°C խմբում, քանի որ Ucp1-ը, Adrb2-ը և Vegf-a-ն ցածր էին 22°C խմբում: Այս անսպասելի արդյունքների արմատական ​​պատճառը դեռ պետք է պարզվի: Մեկ հնարավորությունն այն է, որ դրանց արտահայտման աճը կարող է չարտացոլել սենյակային ջերմաստիճանի բարձրացման ազդանշան, այլ դրանք 30°C-ից 22°C տեղափոխելու սուր ազդեցությունը հեռացման օրը (մկները դա զգացել են թռիչքից 5-10 րոպե առաջ):
Մեր ուսումնասիրության ընդհանուր սահմանափակումն այն է, որ մենք ուսումնասիրել ենք միայն արու մկներ: Այլ հետազոտություններ ենթադրում են, որ սեռը կարող է կարևոր գործոն լինել մեր հիմնական ցուցումներում, քանի որ մեկ ծնկան ունեցող էգ մկները ավելի զգայուն են ջերմաստիճանի նկատմամբ՝ բարձր ջերմահաղորդականության և ավելի խիստ կարգավորվող միջուկային ջերմաստիճանի պահպանման շնորհիվ: Բացի այդ, էգ մկները (HFD-ի վրա) ցույց տվեցին էներգիայի ընդունման ավելի մեծ կապ EE-ի հետ 30°C ջերմաստիճանում, համեմատած արու մկների հետ, որոնք սպառել են նույն սեռի ավելի շատ մկներ (այս դեպքում՝ 20°C)20: Այսպիսով, էգ մկների մոտ ենթաթերմոնետրալ պարունակության էֆեկտն ավելի բարձր է, բայց ունի նույն օրինաչափությունը, ինչ արու մկների մոտ: Մեր ուսումնասիրության մեջ մենք կենտրոնացել ենք մեկ ծնկան ունեցող արու մկների վրա, քանի որ սրանք այն պայմաններն են, որոնց ներքո անցկացվում են EE-ն ուսումնասիրող նյութափոխանակության ուսումնասիրությունների մեծ մասը: Մեր ուսումնասիրության մեկ այլ սահմանափակումն այն էր, որ մկները ամբողջ ուսումնասիրության ընթացքում նույն սննդակարգն էին հետևում, ինչը խոչընդոտում էր սենյակային ջերմաստիճանի կարևորության ուսումնասիրությանը նյութափոխանակության ճկունության համար (ինչպես չափվում է RER փոփոխություններով՝ տարբեր մակրոէլեմենտների կազմի սննդային փոփոխությունների համար): 20°C ջերմաստիճանում պահվող էգ և արու մկների մոտ՝ համեմատած 30°C ջերմաստիճանում պահվող համապատասխան մկների հետ:
Ամփոփելով՝ մեր ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ ինչպես մյուս ուսումնասիրություններում, 1-ին շրջանի նորմալ քաշ ունեցող մկները ջերմա-չեզոք են կանխատեսված 27.5°C-ից բարձր: Բացի այդ, մեր ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, որ ճարպակալումը հիմնական մեկուսիչ գործոն չէ նորմալ քաշ կամ DIO ունեցող մկների մոտ, ինչը հանգեցնում է ջերմաստիճանի:EE հարաբերակցության նմանության DIO և նորմալ քաշ ունեցող մկների մոտ: Մինչդեռ նորմալ քաշ ունեցող մկների սննդի ընդունումը համապատասխանում էր EE-ին և, հետևաբար, պահպանում էր մարմնի կայուն քաշը ամբողջ ջերմաստիճանային միջակայքում, DIO մկների սննդի ընդունումը նույնն էր տարբեր ջերմաստիճաններում, ինչը հանգեցնում էր մկների ավելի բարձր հարաբերակցության 22°C-ում 30°C-ում ավելի շատ մարմնի քաշ հավաքելուն: Ընդհանուր առմամբ, ջերմա-չեզոք ջերմաստիճաններից ցածր ապրելու հնարավոր կարևորությունն ուսումնասիրող համակարգված ուսումնասիրությունները հիմնավորված են մկների և մարդկանց ուսումնասիրությունների միջև հաճախ դիտվող վատ հանդուրժողականության պատճառով: Օրինակ՝ ճարպակալման ուսումնասիրություններում, ընդհանուր առմամբ վատ թարգմանելիության մասնակի բացատրությունը կարող է պայմանավորված լինել այն փաստով, որ մկների քաշի կորստի ուսումնասիրությունները սովորաբար կատարվում են չափավոր ցրտից սթրեսի ենթարկված կենդանիների վրա, որոնք պահվում են սենյակային ջերմաստիճանում՝ նրանց EE-ի բարձրացման պատճառով: Անձի սպասվող մարմնի քաշի համեմատ չափազանցված քաշի կորուստ, մասնավորապես, եթե գործողության մեխանիզմը կախված է EE-ի ավելացումից՝ BAP-ի ակտիվությունը մեծացնելու միջոցով, որն ավելի ակտիվ է և ակտիվանում է սենյակային ջերմաստիճանում, քան 30°C-ում։
Համաձայն Դանիայի կենդանիների փորձարարական օրենքի (1987թ.) և Առողջապահության ազգային ինստիտուտների (Հրապարակում թիվ 85-23) և փորձարարական և այլ գիտական ​​նպատակներով օգտագործվող ողնաշարավորների պաշտպանության մասին Եվրոպական կոնվենցիայի (Եվրոպայի խորհուրդ թիվ 123, Ստրասբուրգ, 1985թ.):
Քսան շաբաթական C57BL/6J արու մկները ձեռք են բերվել Ֆրանսիայի Janvier Saint Berthevin Cedex-ից և սենյակային ջերմաստիճանում 12:12 ժամ լույսի և մթության ցիկլից հետո ստացել են ad libitum ստանդարտ սնունդ (Altromin 1324) և ջուր (~22°C): Նույն մատակարարից ձեռք են բերվել արու DIO մկները (20 շաբաթական) և ad libitum հասանելիություն են ստացել 45% բարձր ճարպային սննդակարգի (կատալոգի համար՝ D12451, Research Diet Inc., Նյու Ջերսի, ԱՄՆ) և ջրի՝ բուծման պայմաններում: Մկները հարմարվել են շրջակա միջավայրին ուսումնասիրության մեկնարկից մեկ շաբաթ առաջ: Անուղղակի կալորիաչափման համակարգին տեղափոխվելուց երկու օր առաջ մկները կշռվել են, ենթարկվել ՄՌՏ սկանավորման (EchoMRITM, Տեխաս, ԱՄՆ) և բաժանվել չորս խմբի, որոնք համապատասխանում են մարմնի քաշին, ճարպին և նորմալ մարմնի քաշին:
Ուսումնասիրության դիզայնի գրաֆիկական դիագրամը ներկայացված է նկար 8-ում: Մկները տեղափոխվել են Sable Systems Internationals-ի (Նևադա, ԱՄՆ) փակ և ջերմաստիճանային կարգավորմամբ անուղղակի կալորիմետրիկ համակարգ, որը ներառում էր սննդի և ջրի որակի մոնիտորներ և Promethion BZ1 շրջանակ, որը գրանցում էր ակտիվության մակարդակները՝ չափելով ճառագայթի ընդմիջումները: XYZ: Մկները (n = 8) առանձին տեղավորվել են 22, 25, 27.5 կամ 30°C ջերմաստիճանում՝ օգտագործելով անկողնային պարագաներ, բայց առանց ապաստարանի և բնադրման նյութի՝ 12:12-ժամյա լույս:մութ ցիկլով (լույս՝ 06:00–18:00): 2500 մլ/րոպե: Մկները ակլիմատիզացվել են գրանցումից 7 օր առաջ: Գրանցումները հավաքվել են չորս օր անընդմեջ: Այնուհետև մկները պահվել են համապատասխանաբար 25, 27.5 և 30°C ջերմաստիճաններում ևս 12 օր, որից հետո բջջային կոնցենտրատները ավելացվել են ստորև նկարագրվածի համաձայն: Միևնույն ժամանակ, 22°C ջերմաստիճանում պահված մկների խմբերը պահվել են այս ջերմաստիճանում ևս երկու օր (նոր բազային տվյալներ հավաքելու համար), ապա ջերմաստիճանը բարձրացվել է 2°C աստիճանաբար ամեն երկրորդ օրը՝ լույսի փուլի սկզբում (06:00) մինչև 30°C-ի հասնելը: Դրանից հետո ջերմաստիճանը իջեցվել է մինչև 22°C, և տվյալները հավաքագրվել են ևս երկու օր: 22°C ջերմաստիճանում ևս երկու օր գրանցումից հետո, բոլոր ջերմաստիճաններում գտնվող բոլոր բջիջներին ավելացվել են կաշիներ, և տվյալների հավաքագրումը սկսվել է երկրորդ օրը (17-րդ օր) և երեք օր շարունակ: Դրանից հետո (20-րդ օր) լույսի ցիկլի սկզբում (06:00) բոլոր բջիջներին ավելացվել է բնադրման նյութ (8-10 գ) և տվյալները հավաքագրվել են ևս երեք օր շարունակ: Այսպիսով, ուսումնասիրության ավարտին 22°C ջերմաստիճանում պահված մկները պահվել են այս ջերմաստիճանում 21/33 օր և 22°C-ում՝ վերջին 8 օրերի ընթացքում, մինչդեռ այլ ջերմաստիճաններում գտնվող մկները պահվել են այս ջերմաստիճանում 33 օր /33 օր: Ուսումնասիրության ընթացքում մկներին կերակրել են։
Նորմալ քաշով և DIO մկները հետևել են նույն ուսումնասիրության ընթացակարգերին: -9-րդ օրը մկները կշռվել են, ՄՌՏ սկանավորվել և բաժանվել են մարմնի քաշով և կազմով համեմատելի խմբերի: -7-րդ օրը մկները տեղափոխվել են SABLE Systems International (Նևադա, ԱՄՆ) ընկերության կողմից արտադրված փակ ջերմաստիճանային կառավարվող անուղղակի կալորիաչափման համակարգ: Մկները տեղավորվել են առանձին՝ անկողնային պարագաներով, բայց առանց բնի կամ ծածկի նյութերի: Ջերմաստիճանը սահմանվել է 22, 25, 27.5 կամ 30 °C: Մեկ շաբաթ ակլիմատիզացիայից հետո (-7-ից մինչև 0 օրեր, կենդանիները չեն անհանգստացվել), տվյալները հավաքագրվել են չորս հաջորդական օրերի ընթացքում (0-4 օրեր, տվյալները ներկայացված են Նկ. 1, 2, 5-ում): Այնուհետև, 25, 27.5 և 30°C ջերմաստիճանում պահված մկները պահվել են հաստատուն պայմաններում մինչև 17-րդ օրը: Միաժամանակ, 22°C խմբում ջերմաստիճանը բարձրացվել է 2°C միջակայքերով՝ լույսի ազդեցության սկզբում ջերմաստիճանի ցիկլը (06:00) կարգավորելով (տվյալները ներկայացված են Նկար 1-ում): 15-րդ օրը ջերմաստիճանը իջել է մինչև 22°C, և հավաքագրվել են երկու օրվա տվյալներ՝ հետագա բուժումների համար նախնական տվյալներ տրամադրելու համար: Բոլոր մկներին կաշիներ են ավելացվել 17-րդ օրը, իսկ բնադրման նյութ՝ 20-րդ օրը (Նկար 5): 23-րդ օրը մկները կշռվել և ենթարկվել են ՄՌՏ սկանավորման, ապա թողնվել են 24 ժամ: 24-րդ օրը մկները ծոմ են պահել ֆոտոպերիոդի սկզբից (06:00) և ստացել են OGTT (2 գ/կգ) ժամը 12:00-ին (6-7 ժամ ծոմ պահելով): Այնուհետև մկները վերադարձվել են իրենց համապատասխան SABLE պայմաններին և էվթանազիայի ենթարկվել երկրորդ օրը (25-րդ օրը):
DIO մկները (n = 8) հետևել են նույն արձանագրությանը, ինչ նորմալ քաշ ունեցող մկները (ինչպես նկարագրված է վերևում և նկար 8-ում): Մկները պահպանել են 45% HFD էներգիայի ծախսի փորձի ընթացքում:
VO2-ը և VCO2-ը, ինչպես նաև ջրային գոլորշու ճնշումը գրանցվել են 1 Հց հաճախականությամբ՝ 2.5 րոպե բջջային ժամանակի հաստատունով: Սննդի և ջրի ընդունումը հավաքագրվել է սննդի և ջրի դույլերի քաշի անընդհատ գրանցմամբ (1 Հց): Օգտագործված որակի մոնիտորի լուծաչափը ցույց է տվել 0.002 գ լուծաչափ: Ակտիվության մակարդակները գրանցվել են 3D XYZ ճառագայթային զանգվածային մոնիտորի միջոցով, տվյալները հավաքագրվել են 240 Հց ներքին լուծաչափով և հաղորդվել են ամեն վայրկյան՝ անցած ընդհանուր հեռավորությունը (մ) քանակականացնելու համար՝ 0.25 սմ արդյունավետ տարածական լուծաչափով: Տվյալները մշակվել են Sable Systems Macro Interpreter v.2.41-ով, հաշվարկելով EE-ն և RER-ը և զտելով արտառոց արժեքները (օրինակ՝ կեղծ սննդի դեպքեր): Մակրո մեկնաբանիչը կարգավորված է բոլոր պարամետրերի համար տվյալներ արտածելու յուրաքանչյուր հինգ րոպեն մեկ:
Բացի EE-ի կարգավորումից, շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը կարող է կարգավորել նաև նյութափոխանակության այլ ասպեկտներ, այդ թվում՝ ուտելուց հետո գլյուկոզի նյութափոխանակությունը՝ կարգավորելով գլյուկոզի նյութափոխանակությունը խթանող հորմոնների սեկրեցիան: Այս վարկածը ստուգելու համար մենք վերջապես ավարտեցինք մարմնի ջերմաստիճանի ուսումնասիրությունը՝ նորմալ քաշ ունեցող մկներին DIO բանավոր գլյուկոզի բեռ տալով (2 գ/կգ): Մեթոդները մանրամասն նկարագրված են լրացուցիչ նյութերում:
Ուսումնասիրության ավարտին (25-րդ օրը) մկները 2-3 ժամ (սկսած ժամը 06:00-ից) անզգայացվել են իզոֆլուրանով և ամբողջությամբ արյունահոսվել են հետադարձ ակնակապիճային երակային պունկցիայի միջոցով: Պլազմայի լիպիդների, հորմոնների և լյարդում լիպիդների քանակական որոշումը նկարագրված է լրացուցիչ նյութերում:
Հետազոտելու համար, թե արդյոք պատյանի ջերմաստիճանը առաջացնում է ճարպային հյուսվածքի ներքին փոփոխություններ, որոնք ազդում են լիպոլիզի վրա, աճուկային և էպիդիդիմալ ճարպային հյուսվածքները հեռացվել են անմիջապես մկներից արյունահոսության վերջին փուլից հետո: Հյուսվածքները մշակվել են լրացուցիչ մեթոդներում նկարագրված նոր մշակված ex vivo լիպոլիզի մեթոդով:
Շագանակագույն ճարպային հյուսվածքը (ՇԱՀ) հավաքվել է ուսումնասիրության ավարտի օրը և մշակվել է լրացուցիչ մեթոդներում նկարագրվածի համաձայն։
Տվյալները ներկայացված են որպես միջին ± ՍՄՄ: Գրաֆիկները ստեղծվել են GraphPad Prism 9-ում (Լա Ջոլլա, Կալիֆոռնիա), իսկ գրաֆիկները խմբագրվել են Adobe Illustrator-ում (Adobe Systems Incorporated, Սան Խոսե, Կալիֆոռնիա): Վիճակագրական նշանակությունը գնահատվել է GraphPad Prism-ում և ստուգվել զույգ t-թեստով, կրկնվող չափումների միակողմանի/երկկողմանի ANOVA-ով, որին հաջորդել է Թյուքիի բազմակի համեմատությունների թեստը, կամ չզույգ միակողմանի ANOVA-ով, որին հաջորդել է Թյուքիի բազմակի համեմատությունների թեստը՝ անհրաժեշտության դեպքում: Տվյալների գաուսյան բաշխումը ստուգվել է Դ'Ագոստինո-Պիրսոնի նորմալության թեստով՝ փորձարկումից առաջ: Նմուշի չափը նշված է «Արդյունքներ» բաժնի համապատասխան բաժնում, ինչպես նաև լեգենդում: Կրկնությունը սահմանվում է որպես նույն կենդանու վրա կատարված ցանկացած չափում (in vivo կամ հյուսվածքային նմուշի վրա): Տվյալների վերարտադրելիության առումով, էներգիայի ծախսի և դեպքի ջերմաստիճանի միջև կապը ցույց է տրվել չորս անկախ ուսումնասիրություններում՝ օգտագործելով տարբեր մկներ՝ նմանատիպ ուսումնասիրության դիզայնով:
Մանրամասն փորձարարական արձանագրությունները, նյութերը և նախնական տվյալները հասանելի են գլխավոր հեղինակ Ռունե Է. Կուհրեի ողջամիտ պահանջով: Այս ուսումնասիրությունը չի առաջացրել նոր եզակի ռեակտիվներ, տրանսգենային կենդանիների/բջջային գծեր կամ հաջորդականության տվյալներ:
Ուսումնասիրության դիզայնի վերաբերյալ լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս Nature Research Report-ի ամփոփագիրը, որը հղված է այս հոդվածին։
Բոլոր տվյալները կազմում են գրաֆիկ։ 1-7-ը պահվել են Science տվյալների բազայի պահոցում, մուտքի համարը՝ 1253.11.sciencedb.02284 կամ https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284: ESM-ում ներկայացված տվյալները կարող են ուղարկվել Ռունե Է Կուհրե՝ համապատասխան փորձարկումներից հետո։
Նիլսոն, Ք., Ռաուն, Կ., Յան, Ֆ.Ֆ., Լարսեն, Մ.Օ. և Թանգ-Քրիստենսեն, Մ. Լաբորատոր կենդանիները որպես մարդու ճարպակալման փոխարինող մոդելներ։ Նիլսոն, Ք., Ռաուն, Կ., Յան, Ֆ.Ֆ., Լարսեն, Մ.Օ. և Թանգ-Քրիստենսեն, Մ. Լաբորատոր կենդանիները որպես մարդու ճարպակալման փոխարինող մոդելներ։Նիլսոն Կ., Ռաուն Կ., Յանգ Ֆ.Ֆ., Լարսեն Մ.Օ. և Թանգ-Քրիստենսեն Մ. Լաբորատոր կենդանիները որպես մարդու ճարպակալման փոխարինող մոդելներ։ 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。 Նիլսոն, Ք., Ռաուն, Կ., Յան, Ֆ.Ֆ., Լարսեն, Մ.Օ. և Թանգ-Քրիստենսեն, Մ. Փորձարարական կենդանիները որպես մարդկանց փոխարինող մոդել։Նիլսոն Կ., Ռաուն Կ., Յանգ Ֆ.Ֆ., Լարսեն Մ.Օ. և Թանգ-Քրիստենսեն Մ. Լաբորատոր կենդանիները որպես մարդկանց մոտ ճարպակալման փոխարինող մոդելներ։Acta Pharmacology. crime 33, 173–181 (2012)։
Գիլպին, Դ.Ա. Նոր Միեի հաստատունի հաշվարկը և այրման չափի փորձարարական որոշումը։ Բըրնս 22, 607–611 (1996)։
Գորդոն, ՍՋ. Մկան ջերմակարգավորիչ համակարգը. դրա հետևանքները կենսաբժշկական տվյալների մարդկանց փոխանցման համար։ Ֆիզիոլոգիա։ Վարքագիծ։ 179, 55-66 (2017)։
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Գիրության մեկուսիչ ազդեցություն չկա: Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Գիրության մեկուսիչ ազդեցություն չկա:Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B. և Nedergaard J. Գիրության մեկուսացման ազդեցություն չկա: 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. Ожирение не имеет изолирующего эффекта. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. Գիրությունը մեկուսացնող ազդեցություն չունի:Այո։ J. Physiology. endocrine. metabolism. 311, E202–E213 (2016)։
Լի, Պ. և այլք։ Ջերմաստիճանին հարմարեցված շագանակագույն ճարպային հյուսվածքը կարգավորում է ինսուլինի զգայունությունը։ Շաքարային դիաբետ 63, 3686–3698 (2014)։
Նախոն, Կ.Ջ. և այլք։ Ցածր կրիտիկական ջերմաստիճանը և ցրտից առաջացած թերմոգենեզը հակադարձ համեմատական ​​էին մարմնի քաշի և բազային նյութափոխանակության արագության հետ նիհար և գեր անհատների մոտ։ J. Warmly. biology. 69, 238–248 (2017)։
Ֆիշեր, Ա.Վ., Քեննոն, Բ. և Նեդերգաարդ, Ջ. Մկների համար օպտիմալ կացարանային ջերմաստիճաններ՝ մարդկանց ջերմային միջավայրը ընդօրինակելու համար. Փորձարարական ուսումնասիրություն։ Ֆիշեր, Ա.Վ., Քեննոն, Բ. և Նեդերգաարդ, Ջ. Մկների համար օպտիմալ կացարանային ջերմաստիճաններ՝ մարդկանց ջերմային միջավայրը ընդօրինակելու համար. Փորձարարական ուսումնասիրություն։Ֆիշեր, Ա.Վ., Քեննոն, Բ., և Նեդերգաարդ, Ջ. Մկների համար օպտիմալ տնային ջերմաստիճաններ՝ մարդու ջերմային միջավայրը ընդօրինակելու համար. Փորձարարական ուսումնասիրություն։ 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.Ֆիշեր Ա.Վ., Քեննոն Բ. և Նեդերգաարդ Ջ. Մկների համար օպտիմալ կացարանի ջերմաստիճան՝ մարդու ջերմային միջավայրի մոդելավորմամբ. փորձարարական ուսումնասիրություն։Մուր։ նյութափոխանակություն։ 7, 161–170 (2018)։
Քեյջեր, Ջ., Լի, Մ. և Սփիքման, Ջ.Ռ. Ո՞րն է մկների փորձերը մարդկանց վրա թարգմանելու լավագույն ջերմաստիճանը։ Քեյջեր, Ջ., Լի, Մ. և Սփիքման, Ջ.Ռ. Ո՞րն է մկների փորձերը մարդկանց վրա թարգմանելու լավագույն ջերմաստիճանը։Քեյեր Ջ., Լի Մ. և Սփիքման Ջ.Ռ. Ո՞րն է մկների վրա փորձերը մարդկանց վրա փոխանցելու լավագույն սենյակային ջերմաստիճանը։ 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, JRՔեյեր Ջ., Լի Մ. և Սփիքման Ջ.Ռ. Ո՞րն է մկների փորձերը մարդկանց վրա փոխանցելու օպտիմալ թաղանթի ջերմաստիճանը։Մուր։ Մետաբոլիզմ։ 25, 168–176 (2019)։
Սիլի, ՌՋ և ՄաքԴուգալդ, ՕԱ Մկները որպես մարդու ֆիզիոլոգիայի փորձարարական մոդելներ. երբ կենսապայմանների մի քանի աստիճան ջերմաստիճանը կարևոր է։ Սիլի, ՌՋ և ՄաքԴուգալդ, ՕԱ Մկները որպես մարդու ֆիզիոլոգիայի փորձարարական մոդելներ. երբ կենսապայմանների մի քանի աստիճան ջերմաստիճանը կարևոր է։ Seeley, RJ & MacDougald, OA Мыши как экспериментальные модели за для физиологии человека: Սիլի, ՌՋ և ՄաքԴուգալդ, ՕԱ Մկները որպես մարդու ֆիզիոլոգիայի փորձարարական մոդելներ. երբ բնակարանում մի քանի աստիճանը տարբերություն է ստեղծում։ Seeley, RJ & MacDougald, OA-ն: Սիլի, Ռ.Ջ. և ՄակԴուգալդ, Օհայո Мыши Seeley, RJ & MacDougald, OA, ինչպես էքսպերիմենտալ մոդելը физиологии человека: Սիլի, ՌՋ և ՄաքԴուգալդ, ՕԱ մկները որպես մարդու ֆիզիոլոգիայի փորձարարական մոդել. երբ սենյակային ջերմաստիճանի մի քանի աստիճանը կարևոր է։Ազգային նյութափոխանակություն։ 3, 443–445 (2021)։
Ֆիշեր, Ա.Վ., Քեննոն, Բ. և Նեդերգաարդ, Ջ. «Ո՞րն է մկների վրա կատարված փորձերը մարդկանց վրա թարգմանելու լավագույն ջերմաստիճանը» հարցի պատասխանը։ Ֆիշեր, Ա.Վ., Քեննոն, Բ. և Նեդերգաարդ, Ջ. «Ո՞րն է մկների վրա կատարված փորձերը մարդկանց վրա թարգմանելու լավագույն ջերմաստիճանը» հարցի պատասխանը։ Ֆիշեր, Ա.Վ., Քեննոն, Բ. և Նեդերգաարդ, Ջ. Պատասխան՝ «Ո՞րն է մկների վրա կատարված փորձերը մարդկանց վրա փոխանցելու լավագույն սենյակային ջերմաստիճանը» հարցին։ 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" Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Ֆիշեր Ա.Վ., Քեննոն Բ. և Նեդերգաարդ Ջ. Պատասխաններ «Ո՞րն է մկների փորձերը մարդկանց վրա փոխանցելու համար օպտիմալ թաղանթի ջերմաստիճանը» հարցին:Այո՝ ջերմային չեզոք։ Մուր։ նյութափոխանակություն։ 26, 1-3 (2019)։