სხეულის ტემპერატურა აჩვენებს, რომ ენერგიის მიღება ანაზღაურებს ენერგიის დახარჯვას ნორმალურ წონით, მაგრამ არა დიეტით გამოწვეული მამრ თაგვებში.

გმადლობთ Nature.com-ის მონახულებისთვის.ბრაუზერის ვერსიას, რომელსაც იყენებთ, აქვს შეზღუდული CSS მხარდაჭერა.საუკეთესო გამოცდილებისთვის გირჩევთ გამოიყენოთ განახლებული ბრაუზერი (ან გამორთოთ თავსებადობის რეჟიმი Internet Explorer-ში).იმავდროულად, მუდმივი მხარდაჭერის უზრუნველსაყოფად, ჩვენ გამოვიყვანთ საიტს სტილის და JavaScript-ის გარეშე.
თაგვებში მეტაბოლური კვლევების უმეტესობა ტარდება ოთახის ტემპერატურაზე, თუმცა ამ პირობებში, ადამიანებისგან განსხვავებით, თაგვები დიდ ენერგიას ხარჯავენ შიდა ტემპერატურის შესანარჩუნებლად.აქ, ჩვენ აღვწერთ ნორმალურ წონას და დიეტით გამოწვეულ სიმსუქნეს (DIO) C57BL/6J თაგვებში, რომლებიც იკვებებოდნენ ჭავლით ან 45% ცხიმიან დიეტაზე, შესაბამისად.თაგვები 33 დღის განმავლობაში მოათავსეს 22, 25, 27.5 და 30°C ტემპერატურაზე არაპირდაპირი კალორიმეტრიის სისტემაში.ჩვენ ვაჩვენებთ, რომ ენერგიის ხარჯვა იზრდება ხაზობრივად 30°C-დან 22°C-მდე და დაახლოებით 30%-ით მეტია 22°C-ზე თაგვის ორივე მოდელში.ნორმალური წონის თაგვებში საკვების მიღება ეწინააღმდეგებოდა EE-ს.პირიქით, DIO თაგვებმა არ შეამცირეს საკვების მიღება, როდესაც EE შემცირდა.ამრიგად, კვლევის ბოლოს, თაგვებს 30°C ტემპერატურაზე ჰქონდათ უფრო მაღალი სხეულის წონა, ცხიმის მასა და პლაზმური გლიცერინი და ტრიგლიცერიდები, ვიდრე თაგვებს 22°C ტემპერატურაზე.DIO თაგვებში დისბალანსი შეიძლება გამოწვეული იყოს სიამოვნებაზე დაფუძნებული დიეტის გაზრდით.
თაგვი არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული ცხოველური მოდელი ადამიანის ფიზიოლოგიისა და პათოფიზიოლოგიის შესასწავლად და ხშირად არის ნაგულისხმევი ცხოველი, რომელიც გამოიყენება წამლების აღმოჩენისა და განვითარების ადრეულ ეტაპებზე.თუმცა, თაგვები ადამიანებისგან განსხვავდებიან რამდენიმე მნიშვნელოვანი ფიზიოლოგიური თვალსაზრისით, და მიუხედავად იმისა, რომ ალომეტრიული სკალირება შეიძლება გამოყენებულ იქნას გარკვეულწილად ადამიანებში გადასაყვანად, თაგვებსა და ადამიანებს შორის უზარმაზარი განსხვავება მდგომარეობს თერმორეგულაციასა და ენერგეტიკულ ჰომეოსტაზში.ეს მეტყველებს ფუნდამენტურ შეუსაბამობაზე.ზრდასრული თაგვების სხეულის საშუალო მასა სულ მცირე ათასჯერ ნაკლებია მოზრდილებთან შედარებით (50 გ 50 კგ-ის წინააღმდეგ), ხოლო ზედაპირის ფართობის თანაფარდობა მასასთან დაახლოებით 400-ჯერ განსხვავდება მეის მიერ აღწერილი არაწრფივი გეომეტრიული ტრანსფორმაციის გამო. .განტოლება 2. შედეგად, თაგვები კარგავენ მნიშვნელოვნად მეტ სითბოს თავიანთ მოცულობასთან შედარებით, ამიტომ ისინი უფრო მგრძნობიარენი არიან ტემპერატურის მიმართ, უფრო მიდრეკილნი არიან ჰიპოთერმიისკენ და აქვთ საშუალო ბაზალური მეტაბოლური სიჩქარე ათჯერ უფრო მაღალი ვიდრე ადამიანებში.ოთახის სტანდარტულ ტემპერატურაზე (~22°C), თაგვებმა უნდა გაზარდონ ენერგიის მთლიანი ხარჯვა (EE) დაახლოებით 30%-ით, რათა შეინარჩუნონ სხეულის ძირითადი ტემპერატურა.დაბალ ტემპერატურაზე EE კიდევ უფრო იზრდება დაახლოებით 50%-ით და 100%-ით 15 და 7°C ტემპერატურაზე EE-სთან შედარებით 22°C-ზე.ამრიგად, სტანდარტული საცხოვრებელი პირობები იწვევს ცივ სტრესის რეაქციას, რამაც შეიძლება ზიანი მიაყენოს თაგვის შედეგების ადამიანებზე გადაცემას, რადგან თანამედროვე საზოგადოებებში მცხოვრები ადამიანები დროის უმეტეს ნაწილს ატარებენ თერმონეიტრალურ პირობებში (რადგან ჩვენი ქვედა ფართობის თანაფარდობა ზედაპირების მოცულობასთან გვაიძულებს ნაკლებად მგრძნობიარე იყოს ტემპერატურა, რადგან ჩვენ ვქმნით თერმონეიტრალურ ზონას (TNZ) ჩვენს ირგვლივ ბაზალური მეტაბოლური სიჩქარის ზემოთ) მოიცავს ~19-დან 30°C6-მდე, ხოლო თაგვებს აქვთ უფრო მაღალი და ვიწრო ზოლი, რომელიც მოიცავს მხოლოდ 2-4°C7,8 ფაქტობრივად, ეს მნიშვნელოვანია. ასპექტმა მნიშვნელოვანი ყურადღება მიიპყრო ბოლო წლებში4, 7,8,9,10,11,12 და ვარაუდობენ, რომ ზოგიერთი „სახეობრივი განსხვავებები“ შეიძლება შემცირდეს გარსის ტემპერატურის გაზრდით 9. თუმცა, არ არსებობს კონსენსუსი ტემპერატურის დიაპაზონზე. რაც წარმოადგენს თერმონეიტრალურობას თაგვებში.ამრიგად, თერმონეიტრალურ დიაპაზონში ქვედა კრიტიკული ტემპერატურა ერთ მუხლზე დადებულ თაგვებში არის უფრო ახლოს 25°C-მდე თუ უფრო ახლოს 30°C4, 7, 8, 10, 12, საკამათო რჩება.EE და სხვა მეტაბოლური პარამეტრები შემოიფარგლება საათებით ან დღეებით, ამიტომ გაურკვეველია, რამდენად შეიძლება გავლენა იქონიოს სხვადასხვა ტემპერატურაზე ხანგრძლივმა ზემოქმედებამ მეტაბოლურ პარამეტრებზე, როგორიცაა სხეულის წონა.მოხმარება, სუბსტრატის გამოყენება, გლუკოზის ტოლერანტობა და პლაზმური ლიპიდების და გლუკოზის კონცენტრაციები და მადის მარეგულირებელი ჰორმონები.გარდა ამისა, საჭიროა შემდგომი გამოკვლევა იმის დასადგენად, თუ რამდენად შეუძლია დიეტამ გავლენა მოახდინოს ამ პარამეტრებზე (დიო თაგვები ცხიმიან დიეტაზე შეიძლება უფრო მეტად იყოს ორიენტირებული სიამოვნებაზე დაფუძნებულ (ჰედონურ) დიეტაზე).ამ თემაზე მეტი ინფორმაციის მისაცემად, ჩვენ გამოვიკვლიეთ აღზრდის ტემპერატურის ეფექტი ზემოხსენებულ მეტაბოლურ პარამეტრებზე ნორმალური წონის ზრდასრულ მამრ თაგვებში და დიეტით გამოწვეული სიმსუქნე (DIO) მამრ თაგვებში 45% ცხიმიან დიეტაზე.თაგვები ინახებოდა 22, 25, 27.5 ან 30°C ტემპერატურაზე მინიმუმ სამი კვირის განმავლობაში.22°C-ზე დაბალი ტემპერატურა არ არის შესწავლილი, რადგან ცხოველების სტანდარტული საცხოვრებელი ოთახის ტემპერატურაზე იშვიათად დაბალია.ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ ნორმალური წონის და ერთი წრის DIO თაგვები ანალოგიურად პასუხობდნენ სათავსის ტემპერატურის ცვლილებებს EE-ს მიხედვით და დანართის მდგომარეობის მიუხედავად (თავშესაფრით/ბუდის მასალით ან მის გარეშე).თუმცა, მაშინ, როცა ნორმალური წონის თაგვებმა შეცვალეს საკვების მიღება EE-ს მიხედვით, DIO თაგვების საკვების მიღება დიდწილად დამოუკიდებელი იყო EE-სგან, რის შედეგადაც თაგვები იმატებდნენ წონაში.სხეულის წონის მონაცემების მიხედვით, ლიპიდების და კეტონის სხეულების პლაზმური კონცენტრაცია აჩვენა, რომ DIO თაგვებს 30°C ტემპერატურაზე უფრო დადებითი ენერგეტიკული ბალანსი ჰქონდათ, ვიდრე თაგვებს 22°C ტემპერატურაზე.ნორმალური წონისა და DIO თაგვებს შორის ენერგიის მოხმარებისა და EE-ს ბალანსის განსხვავების ძირითადი მიზეზები საჭიროებს დამატებით შესწავლას, მაგრამ შეიძლება დაკავშირებული იყოს DIO თაგვებში პათოფიზიოლოგიურ ცვლილებებთან და სიამოვნებაზე დაფუძნებული დიეტის ეფექტთან ჭარბი დიეტის შედეგად.
EE გაიზარდა ხაზობრივად 30-დან 22°C-მდე და იყო დაახლოებით 30%-ით მაღალი 22°C-ზე 30°C-თან შედარებით (ნახ. 1a,b).რესპირატორული გაცვლის კურსი (RER) დამოუკიდებელი იყო ტემპერატურისგან (ნახ. 1c, d).საკვების მიღება შეესაბამებოდა EE დინამიკას და იზრდებოდა ტემპერატურის კლებასთან ერთად (ასევე ~30%-ით მეტი 22°C-ზე 30°C-თან შედარებით (ნახ. 1e,f). წყლის მიღება. მოცულობა და აქტივობის დონე არ იყო დამოკიდებული ტემპერატურაზე (ნახ. 1 გ).
მამრი თაგვები (C57BL/6J, 20 კვირის ასაკის, ინდივიდუალური საცხოვრებელი, n=7) მოთავსდნენ მეტაბოლურ გალიებში 22°C-ზე კვლევის დაწყებამდე ერთი კვირით ადრე.ფონური მონაცემების შეგროვებიდან ორი დღის შემდეგ ტემპერატურა 2°C-ით გაიზარდა დღეში 06:00 საათზე (მსუბუქი ფაზის დასაწყისი).მონაცემები წარმოდგენილია საშუალო ± სტანდარტული ცდომილების სახით, ხოლო მუქი ფაზა (18:00–06:00 სთ) წარმოდგენილია ნაცრისფერი უჯრით.a ენერგიის დახარჯვა (კკალ/სთ), b მთლიანი ენერგიის დახარჯვა სხვადასხვა ტემპერატურაზე (კკალ/24 სთ), c რესპირატორული გაცვლის კურსი (VCO2/VO2: 0.7–1.0), d საშუალო RER სინათლისა და ბნელის (VCO2/VO2) ფაზაში. (ნულოვანი მნიშვნელობა განისაზღვრება როგორც 0.7).e საკვების კუმულაციური მიღება (g), f 24 სთ მთლიანი საკვების მიღება, g 24 სთ წყლის მთლიანი მიღება (მლ), სთ 24 სთ წყლის მთლიანი მიღება, i კუმულაციური აქტივობის დონე (მ) და j მთლიანი აქტივობის დონე (მ/24 სთ) .).თაგვები ინახებოდა მითითებულ ტემპერატურაზე 48 საათის განმავლობაში.24, 26, 28 და 30°C ტემპერატურაზე ნაჩვენები მონაცემები ეხება თითოეული ციკლის ბოლო 24 საათს.თაგვები იკვებებოდნენ მთელი კვლევის განმავლობაში.სტატისტიკური მნიშვნელოვნება შემოწმდა ცალმხრივი ANOVA-ს განმეორებითი გაზომვებით, რასაც მოჰყვა ტუკის მრავალჯერადი შედარების ტესტი.ვარსკვლავი მიუთითებს 22°C საწყისი მნიშვნელობის მნიშვნელობაზე, დაჩრდილვა მიუთითებს მნიშვნელობას სხვა ჯგუფებს შორის, როგორც მითითებულია. *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.საშუალო მნიშვნელობები გამოითვალა მთელი ექსპერიმენტული პერიოდისთვის (0-192 საათი).n = 7.
როგორც ნორმალური წონის თაგვების შემთხვევაში, EE გაიზარდა ხაზოვანი ტემპერატურის კლებასთან ერთად და ამ შემთხვევაში, EE ასევე დაახლოებით 30%-ით მაღალი იყო 22°C-ზე 30°C-თან შედარებით (ნახ. 2a,b).RER არ იცვლებოდა სხვადასხვა ტემპერატურაზე (ნახ. 2c, d).ნორმალური წონის თაგვებისგან განსხვავებით, საკვების მიღება არ შეესაბამებოდა EE-ს, როგორც ოთახის ტემპერატურის ფუნქციას.საკვების მიღება, წყლის მიღება და აქტივობის დონე დამოუკიდებელი იყო ტემპერატურისგან (ნახ. 2e–j).
მამრი (C57BL/6J, 20 კვირა) DIO თაგვები ინდივიდუალურად მოთავსდნენ მეტაბოლურ გალიებში 22°C-ზე კვლევის დაწყებამდე ერთი კვირით ადრე.თაგვებს შეუძლიათ გამოიყენონ 45% HFD ad libitum.ორი დღის განმავლობაში აკლიმატიზაციის შემდეგ შეგროვდა საბაზისო მონაცემები.შემდგომში ტემპერატურა 2°C-ით მატულობდა ყოველ მეორე დღეს 06:00 საათზე (მსუბუქი ფაზის დასაწყისი).მონაცემები წარმოდგენილია საშუალო ± სტანდარტული ცდომილების სახით, ხოლო მუქი ფაზა (18:00–06:00 სთ) წარმოდგენილია ნაცრისფერი უჯრით.a ენერგიის დახარჯვა (კკალ/სთ), b მთლიანი ენერგიის დახარჯვა სხვადასხვა ტემპერატურაზე (კკალ/24 სთ), c რესპირატორული გაცვლის კურსი (VCO2/VO2: 0.7–1.0), d საშუალო RER სინათლისა და ბნელის (VCO2/VO2) ფაზაში. (ნულოვანი მნიშვნელობა განისაზღვრება როგორც 0.7).e საკვების კუმულაციური მიღება (g), f 24 სთ მთლიანი საკვების მიღება, g 24 სთ წყლის მთლიანი მიღება (მლ), სთ 24 სთ წყლის მთლიანი მიღება, i კუმულაციური აქტივობის დონე (მ) და j მთლიანი აქტივობის დონე (მ/24 სთ) .).თაგვები ინახებოდა მითითებულ ტემპერატურაზე 48 საათის განმავლობაში.24, 26, 28 და 30°C ტემპერატურაზე ნაჩვენები მონაცემები ეხება თითოეული ციკლის ბოლო 24 საათს.თაგვები შენარჩუნებული იყვნენ 45% HFD-ზე კვლევის დასრულებამდე.სტატისტიკური მნიშვნელოვნება შემოწმდა ცალმხრივი ANOVA-ს განმეორებითი გაზომვებით, რასაც მოჰყვა ტუკის მრავალჯერადი შედარების ტესტი.ვარსკვლავი მიუთითებს 22°C საწყისი მნიშვნელობის მნიშვნელობაზე, დაჩრდილვა მიუთითებს მნიშვნელობას სხვა ჯგუფებს შორის, როგორც მითითებულია. *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.საშუალო მნიშვნელობები გამოითვალა მთელი ექსპერიმენტული პერიოდისთვის (0-192 საათი).n = 7.
ექსპერიმენტების სხვა სერიაში ჩვენ გამოვიკვლიეთ გარემოს ტემპერატურის გავლენა იმავე პარამეტრებზე, მაგრამ ამჯერად თაგვების ჯგუფებს შორის, რომლებიც მუდმივად ინახავდნენ გარკვეულ ტემპერატურაზე.თაგვები დაყვეს ოთხ ჯგუფად, რათა მინიმუმამდე დაეყვანათ სტატისტიკური ცვლილებები სხეულის წონის, ცხიმისა და ნორმალური წონის საშუალო და სტანდარტული გადახრაში (ნახ. 3a–c).აკლიმატიზაციის 7 დღის შემდეგ დაფიქსირდა 4,5 დღე EE.EE მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს გარემოს ტემპერატურაზე, როგორც დღის საათებში, ასევე ღამით (ნახ. 3d), და იზრდება წრფივად, როდესაც ტემპერატურა მცირდება 27,5°C-დან 22°C-მდე (ნახ. 3e).სხვა ჯგუფებთან შედარებით, 25°C ჯგუფის RER გარკვეულწილად შემცირდა და დანარჩენ ჯგუფებს შორის განსხვავება არ იყო (ნახ. 3f,g).საკვების მიღება EE ნიმუშის პარალელურად გაიზარდა დაახლოებით 30%-ით 22°C-ზე 30°C-თან შედარებით (ნახ. 3h,i).წყლის მოხმარება და აქტივობის დონე ჯგუფებს შორის მნიშვნელოვნად არ განსხვავდებოდა (ნახ. 3j,k).33 დღემდე სხვადასხვა ტემპერატურაზე ზემოქმედებამ არ გამოიწვია განსხვავებები სხეულის წონაში, მჭლე მასაში და ცხიმის მასაში ჯგუფებს შორის (ნახ. 3n-s), მაგრამ გამოიწვია მჭლე სხეულის მასის დაქვეითება დაახლოებით 15%-ით. თვითმოხსენებული ქულები (ნახ. 3n-s).3b, r, c)) და ცხიმის მასა გაიზარდა 2-ჯერ მეტით (~1 გ-დან 2-3 გ-მდე, სურ. 3c, t, c).სამწუხაროდ, 30°C კაბინეტს აქვს კალიბრაციის შეცდომები და არ შეუძლია ზუსტი EE და RER მონაცემების მიწოდება.
- სხეულის წონა (ა), მჭლე მასა (ბ) და ცხიმოვანი მასა (გ) 8 დღის შემდეგ (ერთი დღით ადრე SABLE სისტემაში გადასვლამდე).d ენერგიის მოხმარება (კკალ/სთ).e ენერგიის საშუალო მოხმარება (0–108 საათი) სხვადასხვა ტემპერატურაზე (კკალ/24 საათი).ვ სუნთქვის გაცვლის კოეფიციენტი (RER) (VCO2/VO2).g საშუალო RER (VCO2/VO2).თ მთლიანი საკვების მიღება (გ).i ნიშნავს საკვების მიღებას (გ/24 საათი).j წყლის მთლიანი მოხმარება (მლ).k წყლის საშუალო მოხმარება (მლ/24 სთ).l აქტივობის კუმულაციური დონე (მ).მ აქტივობის საშუალო დონე (მ/24 სთ).n სხეულის წონა მე-18 დღეს, o სხეულის წონის ცვლილება (-8-დან მე-18 დღემდე), p მჭლე მასა მე-18 დღეს, q მჭლე მასის ცვლილება (-8-დან მე-18 დღეს), r ცხიმოვანი მასის მე-18 დღეს. და ცხიმოვანი მასის ცვლილება (-8-დან 18 დღემდე).განმეორებითი ზომების სტატისტიკური მნიშვნელოვნება შემოწმდა Oneway-ANOVA-ით, რასაც მოჰყვა ტუკის მრავალჯერადი შედარების ტესტი. *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.მონაცემები წარმოდგენილია როგორც საშუალო + საშუალო სტანდარტული ცდომილება, მუქი ფაზა (18:00-06:00 სთ) წარმოდგენილია ნაცრისფერი უჯრებით.ჰისტოგრამაზე წერტილები წარმოადგენს ცალკეულ თაგვებს.საშუალო მნიშვნელობები გამოითვალა მთელი ექსპერიმენტული პერიოდისთვის (0-108 საათი).n = 7.
თაგვები დაემთხვა სხეულის წონას, მჭლე მასას და ცხიმის მასას საწყის ეტაპზე (ნახ. 4a–c) და შენარჩუნდა 22, 25, 27.5 და 30°C ტემპერატურაზე, როგორც კვლევებში ნორმალური წონის თაგვებთან..თაგვების ჯგუფების შედარებისას, EE-სა და ტემპერატურას შორის ურთიერთობამ აჩვენა მსგავსი წრფივი კავშირი ტემპერატურასთან დროთა განმავლობაში იმავე თაგვებში.ამრიგად, 22°C-ზე მყოფი თაგვები მოიხმარდნენ დაახლოებით 30%-ით მეტ ენერგიას, ვიდრე 30°C-ზე შენახული თაგვები (ნახ. 4d, e).ცხოველებზე ეფექტების შესწავლისას ტემპერატურა ყოველთვის არ ახდენდა გავლენას RER-ზე (ნახ. 4f,g).საკვების მიღებაზე, წყლის მიღებასა და აქტივობაზე მნიშვნელოვნად არ იმოქმედა ტემპერატურაზე (ნახ. 4სთ-მ).აღზრდიდან 33 დღის შემდეგ, თაგვებს 30°C ტემპერატურაზე ჰქონდათ მნიშვნელოვნად მაღალი სხეულის წონა, ვიდრე თაგვებს 22°C ტემპერატურაზე (ნახ. 4n).მათ შესაბამის საბაზისო წერტილებთან შედარებით, 30°C-ზე გაზრდილ თაგვებს ჰქონდათ სხეულის საგრძნობლად მაღალი წონა, ვიდრე 22°C-ზე გაზრდილ თაგვებს (საშუალო ± სტანდარტული შეცდომა: ნახ. 4o).წონის შედარებით მაღალი მატება განპირობებული იყო ცხიმის მასის ზრდით (ნახ. 4p, q), ვიდრე მჭლე მასის ზრდით (ნახ. 4r, s).ქვედა EE მნიშვნელობის შესაბამისად 30°C-ზე, რამდენიმე BAT გენის გამოხატულება, რომლებიც ზრდის BAT ფუნქციას/აქტივობას, შემცირდა 30°C-ზე 22°C-თან შედარებით: Adra1a, Adrb3 და Prdm16.სხვა საკვანძო გენები, რომლებიც ასევე ზრდის BAT ფუნქციას/აქტივობას, არ დაზარალდა: Sema3a (ნევრიტების ზრდის რეგულირება), Tfam (მიტოქონდრიული ბიოგენეზი), Adrb1, Adra2a, Pck1 (გლუკონეოგენეზი) და Cpt1a.გასაკვირია, რომ Ucp1 და Vegf-a, რომლებიც დაკავშირებულია გაზრდილ თერმოგენურ აქტივობასთან, არ შემცირებულა 30°C ჯგუფში.სინამდვილეში, Ucp1 დონე სამ თაგვში უფრო მაღალი იყო, ვიდრე 22°C ჯგუფში და Vegf-a და Adrb2 მნიშვნელოვნად გაიზარდა.22 °C ჯგუფთან შედარებით, 25 °C და 27.5 °C ტემპერატურაზე შენარჩუნებული თაგვები არ აჩვენებდნენ ცვლილებას (დამატებითი სურათი 1).
- სხეულის წონა (ა), მჭლე მასა (ბ) და ცხიმოვანი მასა (გ) 9 დღის შემდეგ (ერთი დღით ადრე SABLE სისტემაში გადასვლამდე).d ენერგიის მოხმარება (EE, კკალ/სთ).e ენერგიის საშუალო მოხმარება (0–96 საათი) სხვადასხვა ტემპერატურაზე (კკალ/24 საათი).ვ სუნთქვის გაცვლის თანაფარდობა (RER, VCO2/VO2).g საშუალო RER (VCO2/VO2).თ მთლიანი საკვების მიღება (გ).i ნიშნავს საკვების მიღებას (გ/24 საათი).j წყლის მთლიანი მოხმარება (მლ).k წყლის საშუალო მოხმარება (მლ/24 სთ).l აქტივობის კუმულაციური დონე (მ).მ აქტივობის საშუალო დონე (მ/24 სთ).n სხეულის წონა 23-ე დღეს (გ), o სხეულის წონის ცვლილება, p მჭლე მასა, q მჭლე მასის ცვლილება (გ) 23-ე დღეს მე-9 დღესთან შედარებით, ცხიმოვანი მასის ცვლილება (გ) 23-დღეზე, ცხიმი მასა (გ) მე-8 დღესთან შედარებით, 23 დღე -8 დღესთან შედარებით.განმეორებითი ზომების სტატისტიკური მნიშვნელოვნება შემოწმდა Oneway-ANOVA-ით, რასაც მოჰყვა ტუკის მრავალჯერადი შედარების ტესტი. *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.მონაცემები წარმოდგენილია როგორც საშუალო + საშუალო სტანდარტული ცდომილება, მუქი ფაზა (18:00-06:00 სთ) წარმოდგენილია ნაცრისფერი უჯრებით.ჰისტოგრამაზე წერტილები წარმოადგენს ცალკეულ თაგვებს.საშუალო მნიშვნელობები გამოითვალა მთელი ექსპერიმენტული პერიოდისთვის (0-96 საათი).n = 7.
ადამიანების მსგავსად, თაგვები ხშირად ქმნიან მიკროგარემოს გარემოსთვის სითბოს დანაკარგის შესამცირებლად.EE-სთვის ამ გარემოს მნიშვნელობის გასაზომად, ჩვენ შევაფასეთ EE 22, 25, 27.5 და 30°C ტემპერატურაზე, ტყავის დამცავებით ან მის გარეშე.22°C ტემპერატურაზე სტანდარტული სკინების დამატება ამცირებს EE-ს დაახლოებით 4%-ით.მობუდული მასალის შემდგომმა დამატებამ შეამცირა EE 3-4%-ით (ნახ. 5a,b).მნიშვნელოვანი ცვლილებები RER-ში, საკვების მიღებაში, წყლის მიღებაში ან აქტივობის დონეებში არ დაფიქსირებულა სახლების ან ტყავის + საწოლების დამატებით (სურათი 5i–p).კანისა და ბუდე მასალის დამატებამ ასევე მნიშვნელოვნად შეამცირა EE 25 და 30°C ტემპერატურაზე, მაგრამ პასუხები რაოდენობრივად უფრო მცირე იყო.27.5°C ტემპერატურაზე განსხვავება არ შეინიშნებოდა.აღსანიშნავია, რომ ამ ექსპერიმენტებში EE შემცირდა ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ამ შემთხვევაში დაახლოებით 57%-ით დაბალია ვიდრე EE 30°C-ზე 22°C-თან შედარებით (ნახ. 5c–h).იგივე ანალიზი ჩატარდა მხოლოდ სინათლის ფაზაზე, სადაც EE უფრო ახლოს იყო ბაზალურ მეტაბოლიზმთან, ვინაიდან ამ შემთხვევაში თაგვები ძირითადად კანში ისვენებდნენ, რის შედეგადაც ეფექტის შესადარებელი ზომები სხვადასხვა ტემპერატურაზე (დამატებითი ნახ. 2a–h) .
თაგვების მონაცემები თავშესაფრისა და ბუდე მასალისგან (მუქი ლურჯი), სახლის, მაგრამ ბუდობის გარეშე (ღია ლურჯი) და სახლისა და ბუდის მასალისგან (ნარინჯისფერი).ენერგიის მოხმარება (EE, კკალ/სთ) a, c, e და g ოთახებისთვის 22, 25, 27.5 და 30 °C ტემპერატურაზე, b, d, f და h ნიშნავს EE (კკალ/სთ).ip მონაცემები 22°C-ზე მოთავსებული თაგვებისთვის: i სუნთქვის სიხშირე (RER, VCO2/VO2), j ნიშნავს RER (VCO2/VO2), k კუმულაციური საკვების მიღება (გ), l საკვების საშუალო მიღება (გ/24 სთ), m წყლის მთლიანი მიღება (მლ), n წყლის საშუალო მიღება AUC (მლ/24 სთ), o მთლიანი აქტივობა (მ), p საშუალო აქტივობის დონე (მ/24 სთ).მონაცემები წარმოდგენილია როგორც საშუალო + საშუალო სტანდარტული ცდომილება, მუქი ფაზა (18:00-06:00 სთ) წარმოდგენილია ნაცრისფერი უჯრებით.ჰისტოგრამაზე წერტილები წარმოადგენს ცალკეულ თაგვებს.განმეორებითი ზომების სტატისტიკური მნიშვნელოვნება შემოწმდა Oneway-ANOVA-ით, რასაც მოჰყვა ტუკის მრავალჯერადი შედარების ტესტი. *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.საშუალო მნიშვნელობები გამოითვალა მთელი ექსპერიმენტული პერიოდისთვის (0-72 საათი).n = 7.
ნორმალური წონის თაგვებში (2-3 საათი უზმოზე), სხვადასხვა ტემპერატურაზე აღზრდა არ იწვევდა მნიშვნელოვან განსხვავებებს TG, 3-HB, ქოლესტერინის, ALT და AST პლაზმის კონცენტრაციებში, მაგრამ HDL ტემპერატურის ფუნქციით.სურათი 6a-e).უზმოზე ლეპტინის, ინსულინის, C-პეპტიდის და გლუკაგონის პლაზმური კონცენტრაციები ასევე არ განსხვავდებოდა ჯგუფებს შორის (სურათები 6გ-ჯ).გლუკოზის ტოლერანტობის ტესტის დღეს (31 დღის შემდეგ სხვადასხვა ტემპერატურაზე), სისხლში გლუკოზის საწყისი დონე (5-6 საათი უზმოზე) იყო დაახლოებით 6,5 მმ, ჯგუფებს შორის განსხვავების გარეშე. პერორალური გლუკოზის შეყვანამ მნიშვნელოვნად გაზარდა სისხლში გლუკოზის კონცენტრაცია ყველა ჯგუფში, მაგრამ როგორც პიკური კონცენტრაცია, ასევე მრუდის ქვეშ არსებული მზარდი ფართობი (iAUCs) (15-120 წთ) უფრო დაბალი იყო თაგვების ჯგუფში, რომლებიც მოთავსებულია 30 °C ტემპერატურაზე (დროის ცალკეული წერტილები: P. <0.05–P <0.0001, სურ. 6k, l) 22, 25 და 27.5 °C ტემპერატურაზე მოთავსებულ თაგვებთან შედარებით (რომლებიც არ განსხვავდებოდნენ ერთმანეთისგან). პერორალური გლუკოზის შეყვანამ მნიშვნელოვნად გაზარდა სისხლში გლუკოზის კონცენტრაცია ყველა ჯგუფში, მაგრამ როგორც პიკური კონცენტრაცია, ასევე მრუდის ქვეშ არსებული მზარდი ფართობი (iAUCs) (15-120 წთ) უფრო დაბალი იყო თაგვების ჯგუფში, რომლებიც მოთავსებულია 30 °C ტემპერატურაზე (დროის ცალკეული წერტილები: P. <0.05–P <0.0001, სურ. 6k, l) 22, 25 და 27.5 °C ტემპერატურაზე მოთავსებულ თაგვებთან შედარებით (რომლებიც არ განსხვავდებოდნენ ერთმანეთს შორის). Пероральное введение глюкозы значительно повышало концентрацию глюкозы в крови во ყველა ჯგუფში, но како пиковая концентрация, так и площадь приращения под кривыми (iAUC) (15–120 г 30 °C (отдельные временные точки: P < 0,05–P < 0,0001, рис 6k, l) по сравнению с мышами, содержащимися при 22, 25 и 27,5 ° C (которые не различались между собой). გლუკოზის პერორალური მიღება მნიშვნელოვნად ზრდიდა სისხლში გლუკოზის კონცენტრაციას ყველა ჯგუფში, მაგრამ როგორც პიკური კონცენტრაცია, ასევე მრუდის ქვეშ არსებული არეალი (iAUC) (15-120 წთ) უფრო დაბალი იყო 30°C თაგვების ჯგუფში (ცალკე დროის წერტილები: P <0.05- P <0.0001, ნახ. 6k, l) 22, 25 და 27.5 °C ტემპერატურაზე შენახულ თაგვებთან შედარებით (რომლებიც არ განსხვავდებოდნენ ერთმანეთისგან).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下增加面积(iAUC) (15-120 分钟) 均较低（各个时间点：P <0,05–P <0,0001;⛾6k;l）与饲养在22,25⒌27,5°C口服 葡萄糖 的 给 药 显着 了 所有组 的 血糖 浓度 但 在 在 在 在 30 ° C 饰 张和 曲线 下 增加 面积 面积 (IAUC) (15-120 წელი) 均 较 低 各 个 点 点 点点 点：P <0.05–P <0.0001;图6k，l）与饲养在22、25⒌27.5°C 的小鼠（彼此之间淲გლუკოზის პერორალური მიღება მნიშვნელოვნად ზრდიდა სისხლში გლუკოზის კონცენტრაციას ყველა ჯგუფში, მაგრამ ორივე პიკური კონცენტრაცია და მრუდის ქვეშ არსებული ფართობი (15-120 წთ) უფრო დაბალი იყო 30°C-ით კვებაზე მყოფ თაგვების ჯგუფში (ყველა დროის მომენტში).: P <0,05–P <0,0001, рис. : P <0.05–P <0.0001, ნახ.6ლ, ლ) 22, 25 და 27,5°C ტემპერატურაზე შენახულ თაგვებთან შედარებით (არავითარი განსხვავება ერთმანეთისგან).
TG, 3-HB, ქოლესტერინი, HDL, ALT, AST, FFA, გლიცერინი, ლეპტინი, ინსულინი, C-პეპტიდი და გლუკაგონის პლაზმური კონცენტრაციები ნაჩვენებია ზრდასრულ მამრობით სქესის DIO(al) თაგვებში მითითებულ ტემპერატურაზე კვების 33 დღის შემდეგ. .სისხლის აღებამდე 2-3 საათით ადრე თაგვები არ იკვებებოდნენ.გამონაკლისს წარმოადგენდა გლუკოზის ტოლერანტობის ორალური ტესტი, რომელიც ჩატარდა კვლევის დასრულებამდე ორი დღით ადრე თაგვებზე 5-6 საათის განმავლობაში უზმოზე და 31 დღის განმავლობაში შესაბამის ტემპერატურაზე.თაგვებს დაუპირისპირდნენ 2 გ/კგ სხეულის მასაზე.მრუდის მონაცემების ქვეშ არსებული ფართობი (L) გამოიხატება როგორც დამატებითი მონაცემები (iAUC).მონაცემები წარმოდგენილია საშუალოდ ± SEM.წერტილები წარმოადგენს ცალკეულ ნიმუშებს. *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 თაგვებში (ასევე უზმოზე 2-3 საათის განმავლობაში), პლაზმაში ქოლესტერინის, HDL, ALT, AST და FFA კონცენტრაციები არ განსხვავდებოდა ჯგუფებს შორის.ორივე TG და გლიცეროლი მნიშვნელოვნად გაიზარდა 30°C ჯგუფში 22°C ჯგუფთან შედარებით (სურათები 7a-h).ამის საპირისპიროდ, 3-GB იყო დაახლოებით 25% დაბალი 30°C-ზე 22°C-თან შედარებით (სურათი 7b).ამრიგად, მიუხედავად იმისა, რომ 22°C-ზე შენარჩუნებულ თაგვებს ჰქონდათ საერთო დადებითი ენერგეტიკული ბალანსი, როგორც ამას გვიჩვენებს წონის მატება, TG, გლიცეროლი და 3-HB პლაზმური კონცენტრაციების განსხვავებები ვარაუდობს, რომ თაგვები 22°C ტემპერატურაზე, როდესაც ნიმუშის აღება იყო 22°-ზე ნაკლები. C.°C.30 °C-ზე გაზრდილი თაგვები შედარებით უფრო ენერგიულად უარყოფით მდგომარეობაში იყვნენ.ამის შესაბამისად, ღვიძლში მოპოვებული გლიცერინის და TG, მაგრამ არა გლიკოგენისა და ქოლესტერინის კონცენტრაცია უფრო მაღალი იყო 30 °C ჯგუფში (დამატებითი სურ. 3a-d).იმის გამოსაკვლევად, არის თუ არა ტემპერატურაზე დამოკიდებული განსხვავებები ლიპოლიზში (როგორც იზომება პლაზმური TG და გლიცერინი) ეპიდიდიმური ან საზარდულის ცხიმის შიდა ცვლილებების შედეგი, ჩვენ გამოვყავით ცხიმოვანი ქსოვილი ამ მარაგებიდან კვლევის ბოლოს და გავზომეთ თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავა. vivo.და გლიცეროლის გამოყოფა.ყველა ექსპერიმენტულ ჯგუფში, ცხიმოვანი ქსოვილის ნიმუშებმა ეპიდიდიმური და საზარდულის დეპოებიდან აჩვენა გლიცეროლის და FFA-ს წარმოების მინიმუმ ორჯერ ზრდა იზოპროტერენოლის სტიმულაციის საპასუხოდ (დამატებითი სურ. 4a–d).თუმცა, გარსის ტემპერატურის გავლენა ბაზალურ ან იზოპროტერენოლით სტიმულირებულ ლიპოლიზზე არ იქნა ნაპოვნი.სხეულის უფრო მაღალი წონისა და ცხიმის მასის შესაბამისად, პლაზმური ლეპტინის დონეები მნიშვნელოვნად მაღალი იყო 30°C ჯგუფში, ვიდრე 22°C ჯგუფში (სურათი 7i).პირიქით, ინსულინის და C-პეპტიდის პლაზმური დონეები არ განსხვავდებოდა ტემპერატურულ ჯგუფებს შორის (ნახ. 7k, k), მაგრამ პლაზმური გლუკაგონი აჩვენებდა დამოკიდებულებას ტემპერატურაზე, მაგრამ ამ შემთხვევაში საპირისპირო ჯგუფში თითქმის 22°C ორჯერ იყო შედარება. 30°C-მდე.FROM.ჯგუფი C (სურ. 7ლ).FGF21 არ განსხვავდებოდა სხვადასხვა ტემპერატურულ ჯგუფებს შორის (ნახ. 7მ).OGTT-ის დღეს, საბაზისო სისხლში გლუკოზა იყო დაახლოებით 10 მმ და არ განსხვავდებოდა სხვადასხვა ტემპერატურაზე მოთავსებულ თაგვებს შორის (ნახ. 7n).გლუკოზის პერორალური მიღებისას გაიზარდა სისხლში გლუკოზის დონე და მიაღწია პიკს ყველა ჯგუფში კონცენტრაციით დაახლოებით 18 მმ მიღებიდან 15 წუთის შემდეგ.არ იყო მნიშვნელოვანი განსხვავებები iAUC-ში (15-120 წთ) და კონცენტრაციებში დოზის მიღების შემდეგ სხვადასხვა დროს (15, 30, 60, 90 და 120 წთ) (სურათი 7n, o).
TG, 3-HB, ქოლესტერინი, HDL, ALT, AST, FFA, გლიცეროლი, ლეპტინი, ინსულინი, C-პეპტიდი, გლუკაგონი და FGF21 პლაზმური კონცენტრაციები ნაჩვენები იყო ზრდასრულ მამრობით სქესის DIO (ao) თაგვებში კვებიდან 33 დღის შემდეგ.მითითებული ტემპერატურა.სისხლის აღებამდე 2-3 საათით ადრე თაგვები არ იკვებებოდნენ.პერორალური გლუკოზის ტოლერანტობის ტესტი იყო გამონაკლისი, რადგან ის ჩატარდა დოზით 2 გ/კგ სხეულის წონაზე კვლევის დასრულებამდე ორი დღით ადრე თაგვებში, რომლებიც უზმოზე იყვნენ 5-6 საათის განმავლობაში და ინახებოდა შესაბამის ტემპერატურაზე 31 დღის განმავლობაში.მრუდის მონაცემების ქვეშ არსებული ფართობი (o) ნაჩვენებია როგორც დამატებითი მონაცემები (iAUC).მონაცემები წარმოდგენილია საშუალოდ ± SEM.წერტილები წარმოადგენს ცალკეულ ნიმუშებს. *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.
მღრღნელების მონაცემების ადამიანებზე გადაცემა კომპლექსური საკითხია, რომელიც ცენტრალურ როლს ასრულებს ფიზიოლოგიური და ფარმაკოლოგიური კვლევის კონტექსტში დაკვირვებების მნიშვნელობის ინტერპრეტაციაში.ეკონომიკური მიზეზების გამო და კვლევის გასაადვილებლად, თაგვებს ხშირად ათავსებენ ოთახის ტემპერატურაზე მათი თერმონეიტრალური ზონის ქვემოთ, რის შედეგადაც ხდება სხვადასხვა კომპენსატორული ფიზიოლოგიური სისტემების გააქტიურება, რომლებიც ზრდის მეტაბოლურ სიჩქარეს და პოტენციურად არღვევს ტრანსლაციურობას9.ამრიგად, თაგვების სიცივეზე ზემოქმედებამ შეიძლება თაგვები გახადოს რეზისტენტული დიეტით გამოწვეული სიმსუქნის მიმართ და შეიძლება თავიდან აიცილოს ჰიპერგლიკემია სტრეპტოზოტოცინით ნამკურნალევ ვირთხებში, არაინსულინდამოკიდებული გლუკოზის ტრანსპორტირების გაზრდის გამო.თუმცა, გაურკვეველია, რამდენად მოქმედებს სხვადასხვა შესაბამის ტემპერატურაზე (ოთახიდან თერმონეიტრალურამდე) გახანგრძლივებული ზემოქმედება ნორმალური წონის თაგვების სხვადასხვა ენერგეტიკულ ჰომეოსტაზზე (საჭმელზე) და DIO თაგვების (HFD-ზე) და მეტაბოლურ პარამეტრებზე, აგრეთვე ხარისხზე. რომლითაც მათ შეძლეს დაბალანსებულიყვნენ EE-ს ზრდა საკვების მიღების ზრდით.ამ სტატიაში წარმოდგენილი კვლევა მიზნად ისახავს ამ თემის გარკვეული სიცხადის შეტანას.
ჩვენ ვაჩვენებთ, რომ ნორმალური წონის ზრდასრულ თაგვებში და მამრ DIO თაგვებში, EE საპირისპიროდ არის დაკავშირებული ოთახის ტემპერატურასთან 22-დან 30°C-მდე.ამრიგად, EE 22°C ტემპერატურაზე დაახლოებით 30%-ით მეტი იყო, ვიდრე 30°C-ზე.მაუსის ორივე მოდელში.თუმცა, მნიშვნელოვანი განსხვავება ნორმალური წონის თაგვებსა და DIO თაგვებს შორის არის ის, რომ სანამ ნორმალური წონის თაგვები ემთხვეოდნენ EE-ს დაბალ ტემპერატურაზე საკვების მიღების შესაბამისად კორექტირებით, DIO თაგვების საკვების მიღება იცვლებოდა სხვადასხვა დონეზე.კვლევის ტემპერატურა მსგავსი იყო.ერთი თვის შემდეგ, 30°C-ზე მყოფმა DIO თაგვებმა მოიპოვეს მეტი სხეულის წონა და ცხიმის მასა, ვიდრე თაგვებმა 22°C ტემპერატურაზე, მაშინ როცა ნორმალური ადამიანები იმყოფებოდნენ იმავე ტემპერატურაზე და დროის იმავე პერიოდში არ იწვევს სიცხეს.სხეულის წონის დამოკიდებული განსხვავება.წონის თაგვები.თერმონეიტრალურ ან ოთახის ტემპერატურასთან შედარებით, ოთახის ტემპერატურაზე ზრდამ განაპირობა ის, რომ DIO ან ნორმალური წონის თაგვები იღებდნენ ცხიმიან დიეტას, მაგრამ არა ნორმალური წონის თაგვების დიეტაზე, შედარებით ნაკლები წონის მომატება.სხეული.მხარდაჭერილია სხვა კვლევებით17,18,19,20,21, მაგრამ არა ყველა22,23.
სითბოს დაკარგვის შესამცირებლად მიკროგარემოს შექმნის შესაძლებლობა ჰიპოთეზირებულია, რომ თერმული ნეიტრალიტეტი გადაიტანოს მარცხნივ8, 12. ჩვენს კვლევაში, ბუდე მასალის დამატებამ და დამალვამ შეამცირა EE, მაგრამ არ გამოიწვია თერმული ნეიტრალიტეტი 28°C-მდე.ამრიგად, ჩვენი მონაცემები არ ადასტურებს, რომ თერმონეიტრალურობის დაბალი წერტილი ცალ მუხლზე გაშენებულ ზრდასრულ თაგვებში, ეკოლოგიურად გამდიდრებული სახლებით ან მის გარეშე, უნდა იყოს 26-28°C, როგორც ნაჩვენებია8,12, მაგრამ ის მხარს უჭერს სხვა კვლევებს, რომლებიც აჩვენებენ თერმონეიტრალურობას.დაბალი წერტილის თაგვებში 30°C ტემპერატურა7, 10, 24. საკითხს რომ გართულდეს, თაგვებში თერმონეიტრალური წერტილი ნაჩვენებია, რომ არ არის სტატიკური დღის განმავლობაში, რადგან ის დაბალია დასვენების (მსუბუქი) ფაზაში, შესაძლოა დაბალი კალორიების გამო. წარმოება აქტივობის და დიეტით გამოწვეული თერმოგენეზის შედეგად.ამრიგად, სინათლის ფაზაში თერმული ნეიტრალიტეტის ქვედა წერტილი გამოდის ~29°С, ხოლო ბნელ ფაზაში ~33°С25.
საბოლოო ჯამში, გარემოს ტემპერატურასა და ენერგიის მთლიან მოხმარებას შორის ურთიერთობა განისაზღვრება სითბოს გაფრქვევით.ამ კონტექსტში, ზედაპირის ფართობის თანაფარდობა მოცულობასთან არის თერმული მგრძნობელობის მნიშვნელოვანი განმსაზღვრელი, რომელიც გავლენას ახდენს როგორც სითბოს გაფრქვევაზე (ზედაპირის ფართობი) და სითბოს წარმოქმნაზე (მოცულობაზე).ზედაპირის ფართობის გარდა, სითბოს გადაცემა ასევე განისაზღვრება იზოლაციით (თბოგადაცემის სიჩქარე).ადამიანებში ცხიმის მასას შეუძლია შეამციროს სითბოს დაკარგვა სხეულის გარსის გარშემო საიზოლაციო ბარიერის შექმნით და ვარაუდობენ, რომ ცხიმის მასა ასევე მნიშვნელოვანია თაგვებში თბოიზოლაციისთვის, ამცირებს თერმონეიტრალურ წერტილს და ამცირებს ტემპერატურის მგრძნობელობას თერმული ნეიტრალურ წერტილზე ქვემოთ ( მრუდის ფერდობზე).გარემოს ტემპერატურა EE-სთან შედარებით)12.ჩვენი კვლევა არ იყო შექმნილი ამ სავარაუდო ურთიერთობის პირდაპირ შესაფასებლად, რადგან სხეულის შემადგენლობის მონაცემები შეგროვდა 9 დღით ადრე ენერგიის დანახარჯების შესახებ მონაცემების შეგროვებამდე და რადგან ცხიმის მასა არ იყო სტაბილური კვლევის განმავლობაში.თუმცა, ვინაიდან ნორმალური წონისა და DIO თაგვებს აქვთ 30%-ით დაბალი EE 30°C-ზე, ვიდრე 22°C-ზე, ცხიმის მასის სულ მცირე 5-ჯერ განსხვავების მიუხედავად, ჩვენი მონაცემები არ ადასტურებს, რომ სიმსუქნე უნდა უზრუნველყოს ძირითადი იზოლაცია.ფაქტორი, ყოველ შემთხვევაში, არა გამოკვლეულ ტემპერატურულ დიაპაზონში.ეს შეესაბამება სხვა კვლევებს, რომლებიც უკეთ არის შემუშავებული ამის შესასწავლად4,24.ამ კვლევებში სიმსუქნის საიზოლაციო ეფექტი მცირე იყო, მაგრამ აღმოჩნდა, რომ ბეწვი უზრუნველყოფს მთლიანი თბოიზოლაციის 30-50%-ს4,24.თუმცა, მკვდარ თაგვებში თბოგამტარობა 450%-ით გაიზარდა სიკვდილისთანავე, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ბეწვის საიზოლაციო ეფექტი აუცილებელია ფიზიოლოგიური მექანიზმების, მათ შორის ვაზოკონსტრიქციის, მუშაობისთვის.თაგვებსა და ადამიანებს შორის ბეწვის სახეობრივი განსხვავებების გარდა, თაგვებში სიმსუქნის ცუდ საიზოლაციო ეფექტზე შეიძლება გავლენა იქონიოს შემდეგმა მოსაზრებებმაც: ადამიანის ცხიმოვანი მასის საიზოლაციო ფაქტორი ძირითადად განპირობებულია კანქვეშა ცხიმის მასით (სისქე)26,27.როგორც წესი, მღრღნელებში მთლიანი ცხოველური ცხიმის 20%-ზე ნაკლები28.გარდა ამისა, მთლიანი ცხიმის მასა შეიძლება არც იყოს ინდივიდუალური თბოიზოლაციის არაოპტიმალური საზომი, რადგან ამტკიცებდნენ, რომ გაუმჯობესებული თბოიზოლაცია კომპენსირდება ზედაპირის ფართობის გარდაუვალი ზრდით (და შესაბამისად გაზრდილი სითბოს დანაკარგით) ცხიმის მასის მატებასთან ერთად..
ნორმალური წონის თაგვებში, უზმოზე TG, 3-HB, ქოლესტერინი, HDL, ALT და AST არ იცვლებოდა სხვადასხვა ტემპერატურაზე თითქმის 5 კვირის განმავლობაში, ალბათ იმიტომ, რომ თაგვები იმყოფებოდნენ ენერგეტიკული ბალანსის ერთსა და იმავე მდგომარეობაში.წონით და სხეულის შემადგენლობით იგივე იყო როგორც კვლევის ბოლოს.ცხიმოვანი მასის მსგავსების შესაბამისად, ასევე არ იყო განსხვავებები პლაზმაში ლეპტინის დონეებში, არც უზმოზე ინსულინში, C-პეპტიდსა და გლუკაგონში.მეტი სიგნალი აღმოაჩინეს DIO თაგვებში.მიუხედავად იმისა, რომ თაგვებს 22°C ტემპერატურაზე ასევე არ ჰქონდათ საერთო უარყოფითი ენერგეტიკული ბალანსი ამ მდგომარეობაში (წონის მატებასთან ერთად), კვლევის ბოლოს ისინი შედარებით მეტი ენერგიის დეფიციტი იყვნენ 30°C-ზე გაზრდილ თაგვებთან შედარებით, ისეთ პირობებში, როგორიცაა მაღალი კეტონები.ორგანიზმის მიერ გამომუშავება (3-გბ) და გლიცეროლისა და თგ-ს კონცენტრაციის დაქვეითება პლაზმაში.თუმცა, ტემპერატურაზე დამოკიდებული განსხვავებები ლიპოლიზში, როგორც ჩანს, არ არის ეპიდიდიმური ან საზარდულის ცხიმის შინაგანი ცვლილებების შედეგი, როგორიცაა ადიპოჰორმონზე პასუხისმგებელი ლიპაზის ექსპრესიის ცვლილებები, რადგან ამ საცავებიდან ამოღებული ცხიმიდან გამოთავისუფლებული FFA და გლიცერინი ტემპერატურას შორისაა. ჯგუფები ერთმანეთის მსგავსია.მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ არ გამოვიკვლიეთ სიმპათიკური ტონი მიმდინარე კვლევაში, სხვებმა აღმოაჩინეს, რომ ის (გულისცემის სიხშირეზე და საშუალო არტერიულ წნევაზე დაყრდნობით) ხაზობრივად არის დაკავშირებული თაგვებში გარემოს ტემპერატურასთან და დაახლოებით დაბალია 30°C-ზე, ვიდრე 22°C 20% C ამგვარად, სიმპათიკურ ტონში ტემპერატურაზე დამოკიდებულმა განსხვავებებმა შეიძლება როლი შეასრულოს ლიპოლიზში ჩვენს კვლევაში, მაგრამ რადგან სიმპათიკური ტონის ზრდა ასტიმულირებს და არა აფერხებს ლიპოლიზს, სხვა მექანიზმებმა შეიძლება დაუპირისპირდეს ამ შემცირებას კულტივირებულ თაგვებში.პოტენციური როლი სხეულის ცხიმის დაშლაში.Ოთახის ტემპერატურაზე.გარდა ამისა, ლიპოლიზზე სიმპათიკური ტონის მასტიმულირებელი ეფექტის ნაწილი ირიბად განპირობებულია ინსულინის სეკრეციის ძლიერი ინჰიბიციით, რაც ხაზს უსვამს ინსულინის შეწყვეტის ეფექტს ლიპოლიზზე30, მაგრამ ჩვენს კვლევაში, უზმოზე პლაზმური ინსულინი და C-პეპტიდის სიმპათიკური ტონი სხვადასხვა ტემპერატურაზე იყო. არ არის საკმარისი ლიპოლიზის შესაცვლელად.ამის ნაცვლად, ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ ენერგიის სტატუსში განსხვავებები, სავარაუდოდ, მთავარი წვლილი იყო ამ განსხვავებების DIO თაგვებში.ძირითადი მიზეზები, რომლებიც განაპირობებს საკვების მიღების უკეთეს რეგულირებას EE-ით ნორმალური წონის თაგვებში, საჭიროებს დამატებით შესწავლას.ზოგადად, საკვების მიღება კონტროლდება ჰომეოსტატიკური და ჰედონური სიგნალებით31,32,33.მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს კამათი იმის შესახებ, თუ რომელი ორი სიგნალია რაოდენობრივად უფრო მნიშვნელოვანი, 31,32,33 ცნობილია, რომ მაღალცხიმიანი საკვების გრძელვადიანი მოხმარება იწვევს უფრო სიამოვნებაზე დაფუძნებულ კვებით ქცევას, რომელიც გარკვეულწილად არ არის დაკავშირებული. ჰომეოსტაზის..– რეგულირებული საკვების მიღება34,35,36.ამიტომ, დიო თაგვების გაზრდილი ჰედონური კვების ქცევა, რომლებიც მკურნალობდნენ 45% HFD-ით, შეიძლება იყოს ერთ-ერთი მიზეზი იმისა, რომ ამ თაგვებმა არ დააბალანსეს საკვების მიღება EE-სთან.საინტერესოა, რომ განსხვავება მადასა და სისხლში გლუკოზის მარეგულირებელ ჰორმონებში ასევე დაფიქსირდა ტემპერატურის კონტროლირებად DIO თაგვებში, მაგრამ არა ნორმალური წონის თაგვებში.DIO თაგვებში პლაზმაში ლეპტინის დონე გაიზარდა ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ხოლო გლუკაგონის დონე მცირდებოდა ტემპერატურასთან ერთად.რამდენად შეუძლია ტემპერატურამ პირდაპირ გავლენა მოახდინოს ამ განსხვავებებზე, იმსახურებს შემდგომ შესწავლას, მაგრამ ლეპტინის შემთხვევაში, შედარებით უარყოფითი ენერგიის ბალანსი და, შესაბამისად, დაბალი ცხიმის მასა თაგვებში 22°C-ზე, რა თქმა უნდა, მნიშვნელოვან როლს თამაშობდა, რადგან ცხიმის მასა და პლაზმური ლეპტინი არის. მაღალი კორელაცია37.თუმცა, გლუკაგონის სიგნალის ინტერპრეტაცია უფრო დამაბნეველია.როგორც ინსულინის შემთხვევაში, გლუკაგონის სეკრეცია ძლიერად იყო დათრგუნული სიმპათიკური ტონის მატებით, მაგრამ ყველაზე მაღალი სიმპათიკური ტონი იყო ნავარაუდევი 22°C ჯგუფში, რომელსაც ჰქონდა გლუკაგონის უმაღლესი კონცენტრაცია პლაზმაში.ინსულინი არის პლაზმური გლუკაგონის კიდევ ერთი ძლიერი რეგულატორი, ხოლო ინსულინის რეზისტენტობა და ტიპი 2 დიაბეტი მჭიდრო კავშირშია უზმოზე და პოსტპრანდიალურ ჰიპერგლუკაგონემიასთან 38,39.თუმცა, ჩვენს კვლევაში DIO თაგვები ასევე არ იყვნენ მგრძნობიარენი ინსულინის მიმართ, ამიტომ ეს ასევე არ შეიძლება იყოს მთავარი ფაქტორი გლუკაგონის სიგნალიზაციის გაზრდისას 22°C ჯგუფში.ღვიძლის ცხიმის შემცველობა ასევე დადებითად არის დაკავშირებული პლაზმაში გლუკაგონის კონცენტრაციის მატებასთან, რომლის მექანიზმები, თავის მხრივ, შეიძლება მოიცავდეს ღვიძლის გლუკაგონის რეზისტენტობას, შარდოვანას გამომუშავების დაქვეითებას, ამინომჟავების კონცენტრაციის ზრდას და ამინომჟავით სტიმულირებულ გლუკაგონის სეკრეციას40,41. 42.თუმცა, ვინაიდან გლიცეროლისა და TG-ის ექსტრაქტული კონცენტრაციები არ განსხვავდებოდა ტემპერატურულ ჯგუფებს შორის ჩვენს კვლევაში, ეს ასევე არ შეიძლება იყოს პოტენციური ფაქტორი პლაზმაში კონცენტრაციის გაზრდისას 22°C ჯგუფში.ტრიიოდთირონინი (T3) გადამწყვეტ როლს თამაშობს საერთო მეტაბოლურ სიჩქარეში და ჰიპოთერმიისგან მეტაბოლური თავდაცვის დაწყებაში43,44.ამრიგად, პლაზმაში T3 კონცენტრაცია, რომელიც შესაძლოა კონტროლდება ცენტრალური შუამავლობით მექანიზმებით,45,46 იზრდება როგორც თაგვებში, ასევე ადამიანებში ნაკლებ თერმონეიტრალურ პირობებში47, თუმცა ადამიანებში მატება უფრო მცირეა, რაც უფრო მიდრეკილია თაგვების მიმართ.ეს შეესაბამება გარემოს სითბოს დაკარგვას.ჩვენ არ გავზომეთ პლაზმური T3 კონცენტრაცია მიმდინარე კვლევაში, მაგრამ კონცენტრაცია შეიძლება იყოს უფრო დაბალი 30°C ჯგუფში, რამაც შეიძლება აიხსნას ამ ჯგუფის გავლენა პლაზმაში გლუკაგონის დონეზე, როგორც ჩვენ (განახლებული სურათი 5a) და სხვებმა აჩვენეს, რომ T3 ზრდის პლაზმის გლუკაგონს დოზადამოკიდებული გზით.ცნობილია, რომ ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონები იწვევენ FGF21 ექსპრესიას ღვიძლში.გლუკაგონის მსგავსად, პლაზმური FGF21 კონცენტრაცია ასევე გაიზარდა პლაზმური T3 კონცენტრაციით (დამატებითი სურ. 5b და ref. 48), მაგრამ გლუკაგონთან შედარებით, FGF21 პლაზმურ კონცენტრაციებზე ჩვენს კვლევაში არ იმოქმედა ტემპერატურაზე.ამ შეუსაბამობის ძირითადი მიზეზები საჭიროებს შემდგომ შესწავლას, მაგრამ T3-ზე ორიენტირებული FGF21 ინდუქცია უნდა მოხდეს T3 ექსპოზიციის უფრო მაღალ დონეზე, ვიდრე დაკვირვებულ T3-ზე ორიენტირებული გლუკაგონის რეაქცია (დამატებითი სურ. 5b).
ნაჩვენებია, რომ HFD მტკიცედ არის დაკავშირებული გლუკოზის ტოლერანტობის და ინსულინის წინააღმდეგობის (მარკერების) დაქვეითებასთან 22°C-ზე გაზრდილ თაგვებში.თუმცა, HFD არ იყო დაკავშირებული არც გლუკოზის ტოლერანტობის ან ინსულინის რეზისტენტობის დაქვეითებასთან, როდესაც იზრდება თერმონეიტრალურ გარემოში (აქ განსაზღვრულია როგორც 28 °C) 19 .ჩვენს კვლევაში, ეს ურთიერთობა არ განმეორდა DIO თაგვებში, მაგრამ ნორმალური წონის თაგვებმა შენარჩუნებული 30°C-ზე მნიშვნელოვნად გააუმჯობესეს გლუკოზის ტოლერანტობა.ამ განსხვავების მიზეზი საჭიროებს შემდგომ შესწავლას, მაგრამ შეიძლება გავლენა იქონიოს იმ ფაქტმა, რომ ჩვენს კვლევაში DIO თაგვები იყვნენ ინსულინრეზისტენტული, უზმოზე პლაზმაში C- პეპტიდის კონცენტრაციით და ინსულინის კონცენტრაციით 12-20-ჯერ უფრო მაღალი ვიდრე ნორმალური წონის თაგვები.და სისხლში უზმოზე.გლუკოზის კონცენტრაცია დაახლოებით 10 მმ (დაახლოებით 6 მმ სხეულის ნორმალური მასით), რაც, როგორც ჩანს, ტოვებს პატარა ფანჯარას თერმონეიტრალური პირობების ზემოქმედების პოტენციური სასარგებლო ეფექტებისთვის გლუკოზის ტოლერანტობის გასაუმჯობესებლად.შესაძლო დამაბნეველი ფაქტორი არის ის, რომ პრაქტიკული მიზეზების გამო, OGTT ხორციელდება ოთახის ტემპერატურაზე.ამგვარად, მაღალ ტემპერატურაზე მოთავსებულ თაგვებს განიცდიან მსუბუქი ცივი შოკი, რამაც შეიძლება გავლენა მოახდინოს გლუკოზის აბსორბციაზე/კლირენსზე.თუმცა, სხვადასხვა ტემპერატურულ ჯგუფში უზმოზე სისხლში გლუკოზის მსგავს კონცენტრაციებზე დაყრდნობით, გარემოს ტემპერატურის ცვლილებებმა შესაძლოა მნიშვნელოვნად არ იმოქმედოს შედეგებზე.
როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ცოტა ხნის წინ აღინიშნა, რომ ოთახის ტემპერატურის მატებამ შეიძლება შეამციროს გარკვეული რეაქციები ცივ სტრესზე, რამაც შეიძლება ეჭვქვეშ დააყენოს თაგვის მონაცემების ადამიანებზე გადაცემა.თუმცა, უცნობია, რა არის ოპტიმალური ტემპერატურა თაგვების შესანარჩუნებლად ადამიანის ფიზიოლოგიის მიბაძვისთვის.ამ კითხვაზე პასუხზე ასევე შეიძლება გავლენა იქონიოს სასწავლო სფერომ და შესწავლილმა საბოლოო პუნქტმა.ამის მაგალითია დიეტის გავლენა ღვიძლის ცხიმის დაგროვებაზე, გლუკოზის ტოლერანტობაზე და ინსულინის წინააღმდეგობაზე19.ენერგიის დახარჯვის თვალსაზრისით, ზოგიერთი მკვლევარი თვლის, რომ თერმონეიტრალურობა არის ოპტიმალური ტემპერატურა აღზრდისთვის, რადგან ადამიანებს სხეულის ძირითადი ტემპერატურის შესანარჩუნებლად ცოტა დამატებითი ენერგია სჭირდებათ და ზრდასრული თაგვებისთვის ერთი წრე ტემპერატურას განსაზღვრავენ, როგორც 30°C7,10.სხვა მკვლევარები თვლიან, რომ ტემპერატურა, რომელიც შედარებულია იმ ტემპერატურასთან, რომელსაც ჩვეულებრივ განიცდიან ზრდასრული თაგვების ერთ მუხლზე დგომა არის 23-25°C, რადგან მათ დაადგინეს, რომ თერმონეიტრალურობა იყო 26-28°C და იმის საფუძველზე, რომ ადამიანი დაბალია დაახლოებით 3°C.მათი ქვედა კრიტიკული ტემპერატურა, რომელიც აქ განისაზღვრება როგორც 23°C, არის ოდნავ 8.12.ჩვენი კვლევა შეესაბამება რამდენიმე სხვა კვლევას, სადაც ნათქვამია, რომ თერმული ნეიტრალიტეტი არ არის მიღწეული 26-28°C4, 7, 10, 11, 24, 25, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ 23-25°C ძალიან დაბალია.კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც გასათვალისწინებელია ოთახის ტემპერატურასა და თაგვებში თერმონეიტრალურობასთან დაკავშირებით, არის ერთჯერადი ან ჯგუფური საცხოვრებელი.როდესაც თაგვები დაბინავდნენ ჯგუფურად და არა ინდივიდუალურად, როგორც ჩვენს კვლევაში, ტემპერატურის მგრძნობელობა შემცირდა, შესაძლოა, ცხოველების ხალხმრავლობის გამო.თუმცა, ოთახის ტემპერატურა ჯერ კიდევ 25-ის LTL-ზე დაბალი იყო, როდესაც გამოიყენეს სამი ჯგუფი.შესაძლოა, ყველაზე მნიშვნელოვანი სახეობათაშორისი განსხვავება ამ მხრივ არის BAT აქტივობის რაოდენობრივი მნიშვნელობა, როგორც ჰიპოთერმიისგან დაცვა.ამრიგად, მაშინ, როცა თაგვებმა მეტწილად ანაზღაურეს თავიანთი უფრო მაღალი კალორიების დაკარგვა BAT აქტივობის გაზრდით, რაც 60%-ზე მეტია EE-ზე მხოლოდ 5°C ტემპერატურაზე, 51,52 ადამიანის BAT აქტივობის წვლილი EE-ში იყო მნიშვნელოვნად მაღალი, გაცილებით მცირე.ამიტომ, BAT-ის აქტივობის შემცირება შეიძლება მნიშვნელოვანი გზა იყოს ადამიანური თარგმანის გაზრდისათვის.BAT აქტივობის რეგულირება რთულია, მაგრამ ხშირად შუამავალია ადრენერგული სტიმულაციის, ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონების და UCP114,54,55,56,57 ექსპრესიის კომბინირებული ეფექტით.ჩვენი მონაცემები მიუთითებს, რომ ტემპერატურა უნდა გაიზარდოს 27,5°C-ზე მაღლა, თაგვებთან შედარებით 22°C-ზე, რათა აღმოვაჩინოთ განსხვავებები BAT გენების გამოხატულებაში, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ფუნქცია/აქტივაციაზე.თუმცა, ჯგუფებს შორის ნაპოვნი განსხვავებები 30 და 22°C ტემპერატურაზე ყოველთვის არ მიუთითებს BAT აქტივობის ზრდაზე 22°C ჯგუფში, რადგან Ucp1, Adrb2 და Vegf-a დაქვეითებული იყო 22°C ჯგუფში.ამ მოულოდნელი შედეგების ძირეული მიზეზი ჯერ კიდევ გასარკვევია.ერთი შესაძლებლობა არის ის, რომ მათი გაზრდილი გამოხატულება შეიძლება არ ასახავდეს ოთახის ტემპერატურის ამაღლების სიგნალს, არამედ 30°C-დან 22°C-მდე გადაადგილების მწვავე ეფექტს მოხსნის დღეს (თაგვებმა ეს განიცადეს აფრენამდე 5-10 წუთით ადრე). .).
ჩვენი კვლევის ზოგადი შეზღუდვა არის ის, რომ ჩვენ მხოლოდ მამრ თაგვებს ვსწავლობდით.სხვა კვლევები ვარაუდობენ, რომ სქესი შეიძლება იყოს მნიშვნელოვანი განხილვა ჩვენს პირველად მითითებებში, რადგან ერთი მუხლის მდედრი თაგვები უფრო მგრძნობიარენი არიან ტემპერატურაზე მაღალი თბოგამტარობის გამო და უფრო მჭიდროდ კონტროლირებადი ბირთვის ტემპერატურაზე.გარდა ამისა, მდედრობითი სქესის თაგვებმა (HFD-ზე) აჩვენეს ენერგიის მიღების უფრო დიდი ასოციაცია EE-სთან 30 °C ტემპერატურაზე მამრ თაგვებთან შედარებით, რომლებიც მოიხმარდნენ იმავე სქესის მეტ თაგვს (ამ შემთხვევაში 20 °C) 20 .ამრიგად, მდედრობითი სქესის თაგვებში, სუბთერმონეტრული შინაარსის ეფექტი უფრო მაღალია, მაგრამ აქვს იგივე ნიმუში, როგორც მამრ თაგვებში.ჩვენს კვლევაში, ჩვენ ყურადღება გავამახვილეთ ერთ მუხლზე დადებულ მამრ თაგვებზე, რადგან ეს არის პირობები, რომლებშიც ტარდება მეტაბოლური კვლევების უმეტესობა, რომლებიც იკვლევენ EE-ს.ჩვენი კვლევის კიდევ ერთი შეზღუდვა იყო ის, რომ თაგვები ერთსა და იმავე დიეტაზე იმყოფებოდნენ კვლევის განმავლობაში, რაც გამორიცხავდა ოთახის ტემპერატურის მნიშვნელობის შესწავლას მეტაბოლური მოქნილობისთვის (როგორც იზომება RER ცვლილებები დიეტური ცვლილებებისთვის სხვადასხვა მაკროელემენტების შემადგენლობაში).მდედრ და მამრ თაგვებში, რომლებიც ინახება 20°C-ზე, შესაბამის თაგვებთან შედარებით, რომლებიც ინახება 30°C ტემპერატურაზე.
დასკვნის სახით, ჩვენმა კვლევამ აჩვენა, რომ, ისევე როგორც სხვა კვლევებში, 1 წრეში ნორმალური წონის თაგვები თერმონეიტრალურები არიან პროგნოზირებულ 27,5°C-ზე მეტი.გარდა ამისა, ჩვენმა კვლევამ აჩვენა, რომ სიმსუქნე არ არის ძირითადი საიზოლაციო ფაქტორი ნორმალური წონის ან DIO-ს მქონე თაგვებში, რაც იწვევს მსგავსი ტემპერატურის:EE თანაფარდობას DIO და ნორმალური წონის თაგვებში.მიუხედავად იმისა, რომ ნორმალური წონის თაგვების საკვების მიღება შეესაბამებოდა EE-ს და ამით ინარჩუნებდა სხეულის სტაბილურ წონას მთელ ტემპერატურულ დიაპაზონში, DIO თაგვების საკვების მიღება იგივე იყო სხვადასხვა ტემპერატურაზე, რის შედეგადაც თაგვების თანაფარდობა უფრო მაღალი იყო 30°C-ზე. .22°C-ზე მოიმატა სხეულის წონა.ზოგადად, სისტემური კვლევები, რომლებიც იკვლევენ თერმონეიტრალურ ტემპერატურაზე ცხოვრების პოტენციურ მნიშვნელობას, გამართლებულია იმის გამო, რომ ხშირად შეინიშნება ცუდი ტოლერანტობა თაგვებსა და ადამიანებზე კვლევებს შორის.მაგალითად, სიმსუქნის კვლევებში, ზოგადად ცუდი თარგმნის ნაწილობრივი ახსნა შეიძლება გამოწვეული იყოს იმით, რომ თაგვების წონის დაკლების კვლევები ჩვეულებრივ ტარდება ზომიერად ცივ სტრესის მქონე ცხოველებზე, რომლებიც ინახება ოთახის ტემპერატურაზე მათი გაზრდილი EE-ს გამო.წონის გადაჭარბებული დაკლება ადამიანის სხეულის მოსალოდნელ წონასთან შედარებით, განსაკუთრებით, თუ მოქმედების მექანიზმი დამოკიდებულია EE-ს გაზრდაზე BAP-ის აქტივობის გაზრდით, რომელიც უფრო აქტიურია და გააქტიურებულია ოთახის ტემპერატურაზე, ვიდრე 30°C-ზე.
დანიის ცხოველებზე ექსპერიმენტული კანონის (1987) და ჯანმრთელობის ეროვნული ინსტიტუტების (გამოცემა No. 85-23) და ხერხემლიანთა დაცვის ევროპული კონვენციის შესაბამისად, რომლებიც გამოიყენება ექსპერიმენტული და სხვა სამეცნიერო მიზნებისთვის (ევროპის საბჭო No. 123, სტრასბურგი). , 1985).
ოცი კვირის მამრი C57BL/6J თაგვები მიღებულ იქნა Janvier Saint Berthevin Cedex-დან, საფრანგეთი და მიეცათ სტანდარტული საკვები (Altromin 1324) და წყალი (~ 22°C) 12:12 საათიანი სინათლის/ბნელის ციკლის შემდეგ.ოთახის ტემპერატურაზე.მამრი DIO თაგვები (20 კვირა) მიღებულ იქნა იმავე მომწოდებლისგან და მიეცათ ნებაყოფლობითი წვდომა 45% ცხიმიან დიეტაზე (Cat. No. D12451, Research Diet Inc., NJ, აშშ) და წყალი აღზრდის პირობებში.კვლევის დაწყებამდე ერთი კვირით ადრე თაგვები ადაპტირდნენ გარემოსთან.არაპირდაპირი კალორიმეტრიის სისტემაში გადასვლამდე ორი დღით ადრე, თაგვები აიწონეს, ჩაუტარეს MRI სკანირება (EchoMRITM, TX, აშშ) და დაყვეს ოთხ ჯგუფად, რომლებიც შეესაბამება სხეულის წონას, ცხიმს და სხეულის ნორმალურ წონას.
კვლევის დიზაინის გრაფიკული დიაგრამა ნაჩვენებია სურათზე 8. თაგვები გადაიყვანეს დახურულ და ტემპერატურის კონტროლირებად არაპირდაპირი კალორიმეტრიის სისტემაში Sable Systems Internationals-ში (ნევადა, აშშ), რომელიც მოიცავდა საკვებისა და წყლის ხარისხის მონიტორებს და Promethion BZ1 ჩარჩოს, რომელიც ჩაწერილი იყო აქტივობის დონეები სხივის წყვეტების გაზომვით.XYZ.თაგვები (n = 8) დაბინავდნენ ინდივიდუალურად 22, 25, 27.5 ან 30°C-ზე, საწოლების გამოყენებით, მაგრამ თავშესაფრისა და ბუდე მასალის გარეშე, 12:12 საათიანი განათება: ბნელი ციკლით (შუქი: 06:00–18:00) .2500 მლ/წთ.რეგისტრაციამდე 7 დღით ადრე თაგვების აკლიმატიზაცია მოხდა.ჩანაწერები შეგროვდა ზედიზედ ოთხი დღის განმავლობაში.ამის შემდეგ, თაგვები ინახებოდა შესაბამის ტემპერატურაზე 25, 27.5 და 30°C დამატებით 12 დღის განმავლობაში, რის შემდეგაც უჯრედის კონცენტრატები დაემატა, როგორც ეს აღწერილია ქვემოთ.იმავდროულად, 22°C-ზე შენახული თაგვების ჯგუფები ამ ტემპერატურაზე კიდევ ორი ​​დღე ინახებოდა (ახალი საბაზისო მონაცემების შესაგროვებლად), შემდეგ კი ტემპერატურა იზრდებოდა 2°C-ით ყოველ მეორე დღეს სინათლის ფაზის დასაწყისში. 06:00) 30 °C-მდე მიღწევამდე. ამის შემდეგ ტემპერატურა დაწიეს 22 °C-მდე და მონაცემები გროვდებოდა კიდევ ორი ​​დღის განმავლობაში.22°C-ზე ჩაწერის ორი დამატებითი დღის შემდეგ, ტყავი დაემატა ყველა უჯრედს ყველა ტემპერატურაზე და მონაცემთა შეგროვება დაიწყო მეორე დღეს (დღე 17) და სამი დღის განმავლობაში.ამის შემდეგ (დღე 20), ბუდობრივი მასალა (8-10 გ) დაემატა ყველა უჯრედს სინათლის ციკლის დასაწყისში (06:00) და მონაცემები შეგროვდა კიდევ სამი დღის განმავლობაში.ამრიგად, კვლევის ბოლოს, 22°C-ზე მყოფი თაგვები ამ ტემპერატურაზე 21/33 დღის განმავლობაში და 22°C-ზე ბოლო 8 დღის განმავლობაში ინახებოდა, ხოლო სხვა ტემპერატურაზე თაგვები ამ ტემპერატურაზე 33 დღე ინახებოდა./ 33 დღე.კვლევის პერიოდში თაგვები იკვებებოდნენ.
ნორმალური წონისა და DIO თაგვები მიჰყვებოდნენ იმავე კვლევის პროცედურებს.-9 დღეს, თაგვები აიწონეს, გაიკეთეს MRI და დაყვეს ჯგუფებად, რომლებიც შედარებულნი იყვნენ სხეულის წონით და სხეულის შემადგენლობით.-7 დღეს, თაგვები გადაიყვანეს დახურულ ტემპერატურაზე კონტროლირებად არაპირდაპირი კალორიმეტრიის სისტემაში, რომელიც წარმოებულია SABLE Systems International-ის მიერ (ნევადა, აშშ).თაგვები დაბინავებული იყვნენ ინდივიდუალურად საწოლებით, მაგრამ ბუდეების ან თავშესაფრის მასალების გარეშე.ტემპერატურა დაყენებულია 22, 25, 27.5 ან 30 °C-ზე.აკლიმატიზაციის ერთი კვირის შემდეგ (დღეები -7-დან 0-მდე, ცხოველები არ შეწუხდნენ), მონაცემები შეგროვდა ზედიზედ ოთხ დღეს (დღეები 0-4, მონაცემები ნაჩვენებია სურ. 1, 2, 5).ამის შემდეგ, 25, 27,5 და 30°C ტემპერატურაზე შენახული თაგვები მე-17 დღემდე ინახებოდა მუდმივ პირობებში.ამავდროულად, ტემპერატურა 22°C ჯგუფში იზრდებოდა 2°C ინტერვალით ყოველ მეორე დღეს ტემპერატურული ციკლის რეგულირებით (06:00 სთ) სინათლის ზემოქმედების დასაწყისში (მონაცემები ნაჩვენებია ნახ. 1-ში). .მე-15 დღეს, ტემპერატურა დაეცა 22°C-მდე და შეგროვდა ორი დღის მონაცემები შემდგომი მკურნალობისთვის საბაზისო მონაცემების უზრუნველსაყოფად.ტყავი დაემატა ყველა თაგვს მე-17 დღეს, ხოლო ბუდე მასალა დაემატა 20 დღეს (ნახ. 5).23-ე დღეს თაგვები აიწონეს და ჩაუტარეს MRI სკანირება და შემდეგ მარტო დატოვეს 24 საათის განმავლობაში.24 დღეს, თაგვები მარხულობდნენ ფოტოპერიოდის დაწყებიდან (06:00) და მიიღეს OGTT (2 გ/კგ) 12:00 საათზე (6-7 საათი უზმოზე).ამის შემდეგ, თაგვები დაბრუნდნენ თავიანთ შესაბამის SABLE პირობებში და ევთანაზია გაუკეთეს მეორე დღეს (25 დღე).
DIO თაგვები (n = 8) მიჰყვებოდნენ იმავე პროტოკოლს, როგორც ნორმალური წონის თაგვები (როგორც აღწერილია ზემოთ და 8-ში).თაგვებმა შეინარჩუნეს 45% HFD ენერგიის ხარჯვის ექსპერიმენტის განმავლობაში.
VO2 და VCO2, ისევე როგორც წყლის ორთქლის წნევა, დაფიქსირდა 1 ჰც სიხშირით, უჯრედის დროის მუდმივი 2,5 წთ.საკვები და წყლის მიღება შეგროვდა საკვებისა და წყლის კოლოფების წონის უწყვეტი ჩაწერით (1 ჰც).გამოყენებული ხარისხის მონიტორმა იტყობინება გარჩევადობა 0,002 გ.აქტივობის დონეები დაფიქსირდა 3D XYZ სხივური მასივის მონიტორის გამოყენებით, მონაცემები გროვდებოდა შიდა გარჩევადობით 240 ჰც და იტყობინება ყოველ წამში, რათა რაოდენობრივად გამოსულიყო მთლიანი გავლილი მანძილი (მ) ეფექტური სივრცითი გარჩევადობით 0,25 სმ.მონაცემები დამუშავდა Sable Systems Macro Interpreter v.2.41-ით, EE-სა და RER-ის გაანგარიშებით და გარედან (მაგ., ცრუ კვების მოვლენების) გაფილტვრით.მაკრო თარჯიმანი კონფიგურირებულია ისე, რომ გამოიტანოს მონაცემები ყველა პარამეტრისთვის ყოველ ხუთ წუთში.
EE-ს რეგულირების გარდა, გარემოს ტემპერატურამ შეიძლება ასევე დაარეგულიროს მეტაბოლიზმის სხვა ასპექტები, მათ შორის გლუკოზის შემდგომი მეტაბოლიზმი, გლუკოზის მეტაბოლური ჰორმონების სეკრეციის რეგულირებით.ამ ჰიპოთეზის შესამოწმებლად, ჩვენ საბოლოოდ დავასრულეთ სხეულის ტემპერატურის კვლევა ნორმალური წონის თაგვების პროვოცირებით DIO პერორალური გლუკოზის დატვირთვით (2 გ/კგ).მეთოდები დეტალურად არის აღწერილი დამატებით მასალებში.
კვლევის დასასრულს (დღე 25), თაგვებს უზმოზე 2-3 საათის განმავლობაში (დაწყებული 06:00 საათზე), გაუკეთეს ანესთეზირება იზოფლურანი და სრული სისხლდენა რეტროორბიტალური ვენის პუნქციით.პლაზმის ლიპიდების და ჰორმონებისა და ლიპიდების რაოდენობრივი განსაზღვრა ღვიძლში აღწერილია დამატებით მასალებში.
იმის გამოსაკვლევად, იწვევს თუ არა გარსის ტემპერატურა ცხიმოვან ქსოვილში შინაგან ცვლილებებს, რომლებიც გავლენას ახდენენ ლიპოლიზზე, საზარდულის და ეპიდიდიმული ცხიმოვანი ქსოვილი ამოკვეთეს უშუალოდ თაგვებიდან სისხლდენის ბოლო ეტაპის შემდეგ.ქსოვილები დამუშავდა ახლად შემუშავებული ex vivo ლიპოლიზის ანალიზის გამოყენებით, რომელიც აღწერილია დამატებით მეთოდებში.
ყავისფერი ცხიმოვანი ქსოვილი (BAT) შეგროვდა კვლევის დასრულების დღეს და დამუშავდა, როგორც აღწერილია დამატებით მეთოდებში.
მონაცემები წარმოდგენილია საშუალოდ ± SEM.გრაფიკები შეიქმნა GraphPad Prism 9-ში (La Jolla, CA) და გრაფიკები რედაქტირებულია Adobe Illustrator-ში (Adobe Systems Incorporated, San Jose, CA).სტატისტიკური მნიშვნელოვნება შეფასდა GraphPad Prism-ში და შემოწმდა დაწყვილებული t-ტესტით, განმეორებითი ზომების ცალმხრივი/ორმხრივი ANOVA მოჰყვა Tukey-ს ​​მრავალჯერადი შედარების ტესტი, ან დაუწყვილებელი ცალმხრივი ANOVA მოჰყვა Tukey-ის მრავალჯერადი შედარების ტესტით, საჭიროებისამებრ.მონაცემების გაუსიანური განაწილება დადასტურებული იყო D'Agostino-Pearson-ის ნორმალურობის ტესტით ტესტირებამდე.ნიმუშის ზომა მითითებულია "შედეგების" განყოფილების შესაბამის განყოფილებაში, ასევე ლეგენდაში.განმეორება განისაზღვრება, როგორც ნებისმიერი გაზომვა, რომელიც მიღებულია იმავე ცხოველზე (in vivo ან ქსოვილის ნიმუშზე).მონაცემთა გამეორებადობის თვალსაზრისით, კავშირი ენერგიის ხარჯვასა და შემთხვევის ტემპერატურას შორის გამოვლინდა ოთხ დამოუკიდებელ კვლევაში, რომლებიც გამოიყენეს სხვადასხვა თაგვები მსგავსი კვლევის დიზაინით.
დეტალური ექსპერიმენტული პროტოკოლები, მასალები და ნედლეული მონაცემები ხელმისაწვდომია წამყვანი ავტორის Rune E. Kuhre-ს გონივრული მოთხოვნით.ამ კვლევამ არ შექმნა ახალი უნიკალური რეაგენტები, ტრანსგენური ცხოველების/უჯრედების ხაზები ან თანმიმდევრობის მონაცემები.
კვლევის დიზაინის შესახებ დამატებითი ინფორმაციისთვის იხილეთ ბუნების კვლევის ანგარიშის აბსტრაქტი, რომელიც დაკავშირებულია ამ სტატიასთან.
ყველა მონაცემი ქმნის გრაფიკს.1-7 დეპონირებული იყო Science მონაცემთა ბაზის საცავში, დაშვების ნომერი: 1253.11.sciencedb.02284 ან https://doi.org/10.57760/sciencedb.02284.ESM-ში ნაჩვენები მონაცემები შეიძლება გაიგზავნოს Rune E Kuhre-ზე გონივრული ტესტირების შემდეგ.
Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. ლაბორატორიული ცხოველები, როგორც ადამიანის სიმსუქნის სუროგატული მოდელები. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. ლაბორატორიული ცხოველები, როგორც ადამიანის სიმსუქნის სუროგატული მოდელები.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.და Tang-Christensen M. ლაბორატორიული ცხოველები, როგორც ადამიანის სიმსუქნის სუროგატული მოდელები. Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. 实验动物作为人类肥胖的替代模型。 Nilsson, C., Raun, K., Yan, FF, Larsen, MO & Tang-Christensen, M. ექსპერიმენტული ცხოველები, როგორც ადამიანის შემცვლელი მოდელი.Nilsson K, Raun K, Yang FF, Larsen MO.და Tang-Christensen M. ლაბორატორიული ცხოველები, როგორც სიმსუქნის სუროგატული მოდელები ადამიანებში.აქტა ფარმაკოლოგია.დანაშაული 33, 173–181 (2012).
Gilpin, DA ახალი Mie მუდმივის გაანგარიშება და დამწვრობის ზომის ექსპერიმენტული განსაზღვრა.ბერნსი 22, 607–611 (1996).
გორდონი, SJ თაგვის თერმორეგულაციის სისტემა: მისი გავლენა ბიოსამედიცინო მონაცემების ადამიანებზე გადაცემაზე.ფიზიოლოგია.Მოქმედება.179, 55-66 (2017).
Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. სიმსუქნის საიზოლაციო ეფექტი არ არის. Fischer, AW, Csikasz, RI, von Essen, G., Cannon, B. & Nedergaard, J. სიმსუქნის საიზოლაციო ეფექტი არ არის.Fischer AW, Chikash RI, von Essen G., Cannon B. და Nedergaard J. სიმსუქნის იზოლაციის ეფექტი არ არის. 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. სიმსუქნეს არ აქვს საიზოლაციო ეფექტი.დიახ.ჯ.ფიზიოლოგია.ენდოკრინული.მეტაბოლიზმს.311, E202–E213 (2016).
ლი, პ. და სხვ.ტემპერატურაზე ადაპტირებული ყავისფერი ცხიმოვანი ქსოვილი არეგულირებს ინსულინის მგრძნობელობას.დიაბეტი 63, 3686–3698 (2014).
Nakhon, KJ და სხვ.დაბალი კრიტიკული ტემპერატურა და სიცივით გამოწვეული თერმოგენეზი საპირისპიროდ იყო დაკავშირებული სხეულის წონასთან და ბაზალურ მეტაბოლიზმთან გამხდარ და ჭარბწონიან ინდივიდებში.ჯ.თბილად.ბიოლოგია.69, 238–248 (2017).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. თაგვების საცხოვრებელი ოპტიმალური ტემპერატურა ადამიანების თერმული გარემოს მიბაძვის მიზნით: ექსპერიმენტული კვლევა. Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. თაგვების საცხოვრებელი ოპტიმალური ტემპერატურა ადამიანების თერმული გარემოს მიბაძვის მიზნით: ექსპერიმენტული კვლევა.Fischer, AW, Cannon, B., and Nedergaard, J. თაგვების სახლის ოპტიმალური ტემპერატურა ადამიანის თერმული გარემოს მიბაძვის მიზნით: ექსპერიმენტული კვლევა. 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。 ფიშერი, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. და Nedergaard J. ოპტიმალური საბინაო ტემპერატურა თაგვებისთვის, რომლებიც სიმულაციას უკეთებენ ადამიანის თერმულ გარემოს: ექსპერიმენტული კვლევა.მური.მეტაბოლიზმს.7, 161–170 (2018).
Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR რა არის საუკეთესო საცხოვრებლის ტემპერატურა თაგვის ექსპერიმენტების ადამიანებზე გადასათარგმნად? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR რა არის საუკეთესო საცხოვრებლის ტემპერატურა თაგვის ექსპერიმენტების ადამიანებზე გადასათარგმნად?Keyer J, Lee M და Speakman JR რა არის ოთახის საუკეთესო ტემპერატურა თაგვის ექსპერიმენტების ადამიანებზე გადასატანად? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JR 将小鼠实验转化为人类的最佳外壳温度是多少? Keijer, J., Li, M. & Speakman, JRKeyer J, Lee M და Speakman JR რა არის გარსის ოპტიმალური ტემპერატურა თაგვის ექსპერიმენტების ადამიანებზე გადასაცემად?მური.მეტაბოლიზმს.25, 168–176 (2019).
Seeley, RJ & MacDougald, OA თაგვები, როგორც ექსპერიმენტული მოდელები ადამიანის ფიზიოლოგიისთვის: როდესაც საცხოვრებლის ტემპერატურის რამდენიმე გრადუსი მნიშვნელოვანია. Seeley, RJ & MacDougald, OA თაგვები, როგორც ექსპერიმენტული მოდელები ადამიანის ფიზიოლოგიისთვის: როდესაც საცხოვრებლის ტემპერატურის რამდენიმე გრადუსი მნიშვნელოვანია. Seeley, RJ & MacDougald, OA. Seeley, RJ & MacDougald, OA თაგვები, როგორც ექსპერიმენტული მოდელები ადამიანის ფიზიოლოგიისთვის: როდესაც საცხოვრებელში რამდენიმე გრადუსი განსხვავებას ქმნის. Seeley, RJ & MacDougald, OA. Seeley, RJ & MacDougald, OA Мыши Seeley, RJ & MacDougald, OA, როგორიც არის ექსპერიმენტული მოდელი физиологии человека: Seeley, RJ & MacDougald, OA თაგვები, როგორც ადამიანის ფიზიოლოგიის ექსპერიმენტული მოდელი: როდესაც მნიშვნელოვანია ოთახის ტემპერატურის რამდენიმე გრადუსი.ეროვნული მეტაბოლიზმი.3, 443–445 (2021).
Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. პასუხი კითხვაზე „რომელია საუკეთესო საცხოვრებელი ტემპერატურა თაგვის ექსპერიმენტების ადამიანებზე გადასათარგმნად?“ Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. პასუხი კითხვაზე „რომელია საუკეთესო საცხოვრებელი ტემპერატურა თაგვის ექსპერიმენტების ადამიანებზე გადასათარგმნად?“ Fischer, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J. უპასუხეთ კითხვას "რომელია ოთახის საუკეთესო ტემპერატურა თაგვის ექსპერიმენტების ადამიანებზე გადასატანად?" 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多 ფიშერი, AW, Cannon, B. & Nedergaard, J.Fisher AW, Cannon B. და Nedergaard J. პასუხობს კითხვაზე "რა არის ჭურვის ოპტიმალური ტემპერატურა თაგვის ექსპერიმენტების ადამიანებზე გადასაცემად?"დიახ: თერმონეიტრალური.მური.მეტაბოლიზმს.26, 1-3 (2019).