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मनुष्यों में भूरे रंग के वसा ऊतक थर्मोजेनेसिस को मापने के लिए अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री, इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी और रक्त शर्करा के स्तर के संयोजन का उपयोग करना

Published: June 2, 2023 doi: 10.3791/64451
Automatic Translation
1,3, 1, 1, 1, 1,2
1La Trobe Institute for Molecular Science, Department of Rural Clinical Sciences, La Trobe University, 2School of Biomedical Sciences, Department of Physiology, The University of Melbourne, 3Melbourne Medical School, Department of Rural Health, The University of Melbourne

Summary

यहां, हम मानव चयापचय पर भूरे रंग के वसा ऊतक (बीएटी) गतिविधि के प्रभाव के शारीरिक महत्व को निर्धारित करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं। यह तापमान में सुप्राक्लेवकुलर परिवर्तनों के माप के साथ कार्बोहाइड्रेट लोडिंग और अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री के संयोजन से प्राप्त किया जाता है। यह नया दृष्टिकोण मनुष्यों में बैट थर्मोजेनेसिस के लिए एक औषधीय लक्ष्य विकसित करने में मदद कर सकता है।

Abstract

स्तनधारियों में, शरीर के तापमान को बनाए रखने के लिए ठंड के जवाब में भूरे रंग के वसा ऊतक (बीएटी) को तेजी से सक्रिय किया जाता है। हालांकि छोटे जानवरों में बैट का बहुत अध्ययन किया गया है, लेकिन मनुष्यों में बैट की गतिविधि को मापना मुश्किल है। इसलिए, मनुष्यों में बीएटी की गर्मी पैदा करने की क्षमता और शारीरिक महत्व के बारे में बहुत कम जानकारी है, जिसमें आहार के घटक बीएटी को किस हद तक सक्रिय कर सकते हैं। यह पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी-कम्प्यूटरीकृत टोमोग्राफी (पीईटी-सीटी) द्वारा मापा गया बीएटी-रेडियोलेबल ग्लूकोज (फ्लोरोडीऑक्सीग्लूकोज या 18एफडीजी) के सक्रियण का आकलन करने के लिए वर्तमान में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली विधि में सीमाओं के कारण है।

यह विधि आमतौर पर उपवास वाले विषयों में की जाती है, क्योंकि खिलाने से मांसपेशियों द्वारा ग्लूकोज अपटेक होता है, जो बीएटी में ग्लूकोज अपटेक को मुखौटा कर सकता है। यह पेपर कार्बोहाइड्रेट से भरे वयस्क पुरुषों में अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री, इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी और रक्त शर्करा की निगरानी के संयोजन से बीएटी थर्मोजेनेसिस से कुल-शरीर मानव ऊर्जा व्यय और सब्सट्रेट उपयोग को निर्धारित करने के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल का वर्णन करता है। बीएटी के शारीरिक महत्व को चिह्नित करने के लिए, मानव स्वास्थ्य पर बीएटी गतिविधि के प्रभाव के उपाय महत्वपूर्ण हैं। हम तापमान में सुप्राक्लेवकुलर परिवर्तनों के माप के साथ कार्बोहाइड्रेट लोडिंग और अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री के संयोजन से इसे प्राप्त करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रदर्शित करते हैं। यह नया दृष्टिकोण मनुष्यों में बैट थर्मोजेनेसिस के शरीर विज्ञान और फार्माकोलॉजी को समझने में मदद करेगा।

Introduction

ब्राउन एडीपोज ऊतक (बीएटी) विशेष रूप से अपनी माइटोकॉन्ड्रियल सामग्री, सहानुभूति संक्रमण, मल्टीओकुलर लिपिड बूंदों, गर्मी पैदा करने की क्षमता और शारीरिक वितरण में सफेद वसा ऊतक (डब्ल्यूएटी) से भिन्न होता है। बीएटी को केवल शिशुओं और छोटे स्तनधारियों में मौजूद माना जाता था जब तक कि 2009 में मानव वयस्कों में इसकी उपस्थिति की पुष्टि नहींहुई 1,2,3। इस प्रकार, अपेक्षाकृत हाल ही में, मानव शरीर विज्ञान और चयापचय होमियोस्टैसिस में बीएटी की भूमिका को खराब तरीके से समझा गया है। छोटे जानवरों में व्यापक अध्ययनों से पता चला है कि ठंड के संपर्क के दौरान, आधे से अधिक चयापचय बीएटी4 की गैर-कंपकंपी थर्मोजेनिक क्षमता के कारण होता है। कई अध्ययनों से पता चला है कि हल्के ठंड के संपर्क (17-18 डिग्री सेल्सियस) पर, ऊर्जा व्यय में वृद्धि और बीएटी में ग्लूकोज अपटेक मनुष्यों में बीएटी थर्मोजेनेसिस के साथ दृढ़ता से सहसंबंधित है 5,6,7. इसके अलावा, बैट थर्मोजेनेसिस ठंड के संपर्क के दौरान मनुष्यों में आराम करने वाले ऊर्जा व्यय का 10% तक योगदान कर सकता है (समीक्षा के लिए, देखें वान शैक एट अल.8)। मानव स्वास्थ्य और बीमारी पर बीएटी के शरीर विज्ञान और प्रभाव का अध्ययन वर्तमान में प्रोटोकॉल सीमाओं द्वारा प्रतिबंधित है। इसलिए, बीएटी के वास्तविक चयापचय प्रभाव को मापने के लिए एक सटीक विधि होना आवश्यक है ताकि मोटापे और मनुष्यों में इसकी चयापचय जटिलताओं पर बीएटी थर्मोजेनेसिस के प्रभाव को बेहतर ढंग से समझा जा सके।

मानव बैट का शारीरिक वितरण बीएटी के सटीक माप प्राप्त करना चुनौतीपूर्ण बनाता है। मनुष्यों के भीतर, बैट पेट, वक्ष और, विशेष रूप से, गर्दन9 में डब्ल्यूएटी के डिपो के अंदर वितरित किया जाता है। बीएटी को शारीरिक रूप से10,11 चिह्नित करने के लिए ऑटोप्सी और कैडवेरिक अध्ययन का उपयोग किया गया है, लेकिन ये विधियां कार्यात्मक जानकारी प्रदान नहीं कर सकती हैं। डब्ल्यूएटी और बीएटी8 के समान घनत्व के कारण पारंपरिक इमेजिंग तकनीकों का उपयोग करके बीएटी को अलग करना चुनौतीपूर्ण है। एक अतिरिक्त उलझन वाला मुद्दा यह है कि बेज वसा डिपो भी प्रावरणी की एक ही संकीर्ण परतों के भीतर या डब्ल्यूएटी8 के साथ कुछ डिपो में स्थित हैं, जो पारंपरिक इमेजिंग तकनीकों का उपयोग करके अंतर करना चुनौतीपूर्ण बनाता है।

इस मुद्दे को दूर करने के लिए, बैट वॉल्यूम को आमतौर पर पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी (पीईटी) और कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) के संयोजन के माध्यम से मापा जाता है। रेडियोलेबल ग्लूकोज एनालॉग 18 एफ-फ्लूरोडीऑक्सीग्लूकोज (18एफ-एफडीजी) बीएटी 12का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे आम ट्रेसर है। हालांकि, यह कई सीमाओं से ग्रस्त है, जैसे कि विषयों को आयनकारी विकिरण के लिए उजागर करना और आक्रामक और महंगा होना। इसके अतिरिक्त, 18एफ-एफडीजी ट्रेसर की सबसे बड़ी सीमा यह है कि यह ग्लूकोज एनालॉग के उत्थान को मापता है, जो आदर्श नहीं है क्योंकि मुक्त फैटी एसिड बीएटी थर्मोजेनेसिस13 के लिए पसंदीदा सब्सट्रेट हैं। सीटीतकनीक थर्मोजेनेसिस के लिए सब्सट्रेट के रूप में मुक्त फैटी एसिड के उत्थान को नहीं मापती है और इसलिए, बैट थर्मोजेनेसिस के शारीरिक महत्व को नहीं मापती है। मानव बैट का आकलन करने के लिए वैकल्पिक तकनीकों का उपयोग किया जाता है, जिसमें ऑक्सीजन -15 लेबल पानी (15 ओ-ओ2) 14,11 सी-एसीटेट 15, एक लंबी श्रृंखला फैटी एसिड (18 एफ-फ्लोरो-6-थिया-हेप्टाडेकेनोइक एसिड) 16, या एडेनोसिन 17, साथ ही चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी 18 और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग 19के उत्थान का माप शामिल है।, लेकिन ये अभी भी बेहद महंगे हैं और विषयों को आयनकारी विकिरण के लिए उजागर करते हैं। इसलिए, मानव बैट की मात्रा का ठहराव के लिए एक विश्वसनीय, सस्ती और महत्वपूर्ण रूप से, सुरक्षित सोने के मानक की कमी है।

इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी (आईआरटी) एक वैकल्पिक गैर-इनवेसिव इमेजिंग तकनीक20,21 है जो एक ज्ञात बैट डिपो को पार करने वाली त्वचा के तापमान को मापता है। हालांकि यह ऊर्जा व्यय में वृद्धि का अनुमान लगाता है, अगर मापा तापमान कोर तापमान से अधिक नहीं है, तो यह निर्धारित नहीं किया जा सकता है कि तापमान में मापा गया परिवर्तन केवल परिवर्तित रक्त प्रवाह का परिणाम है या नहीं। इसके अलावा, स्थानीय तापमान में एक मापा वृद्धि परिवर्तित ऊर्जा व्यय के मूल्यों को प्रदान नहीं करती है, जो अक्सर वांछित समापन बिंदु होता है। कई शोध समूहों ने कैफीन हस्तक्षेप या ठंड उत्तेजना के बाद मानव बैट के डिपो में तापमान में वृद्धि को मापने के लिए आईआरटी का उपयोग किया है; यह डिपो सुप्राक्लेवकुलर फोसा 22,23,24,25,26,27 है।

हालांकि, यह स्पष्ट नहीं है कि बीएटी पर कैफीन की कार्रवाई प्रत्यक्ष है या तंत्रिका सर्किटरी के माध्यम से मध्यस्थता है। इस बात के प्रमाण हैं कि कैफीन इन विट्रो22 में एडिपोसाइट्स में ब्राउनिंग विशेषताओं को प्रेरित करता है, और पिछले काम से पता चला है कि कैफीन (100 मिलीग्राम) हृदय गति परिवर्तनशीलता को बढ़ाता है,जो शरीर में व्यवस्थित रूप से सहानुभूति तंत्रिका ड्राइव में वृद्धि का संकेतक हो सकता है। यह कृन्तकों में साक्ष्य के अनुरूप है, जिसमें केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के माध्यम से कैफीन प्रतिकूल कार्डियो-गतिशीलप्रभाव के बिना थर्मोजेनेसिस को बढ़ाता है।

चूंकि बीएटी थर्मोजेनेसिस के लिए पसंदीदा सब्सट्रेट ट्राइग्लिसराइड्स13 से प्राप्त मुक्त फैटी एसिड है, और सक्रिय बीएटी थर्मोजेनेसिस29 को बनाए रखने के लिए लिपिड को अनुक्रमित करता है, बीएटी के शारीरिक सक्रियण का आकलन करने में सब्सट्रेट उपयोग के उपाय महत्वपूर्ण हैं। श्वसन विनिमय अनुपात (आरईआर) खपत ऑक्सीजन की मात्रा का अनुपात है (वीओ2) और उत्पादित कार्बन डाइऑक्साइड (वीसीओ2)30। 0.7 का आरईआर फैटी एसिड चयापचय का संकेत है, और 1.0 का आरईआर कार्बोहाइड्रेट चयापचय31 का संकेत है। इसलिए, ऊर्जा व्यय में वृद्धि के ऊपर और ऊपर फैटी एसिड के उपयोग के लिए प्राथमिकता का प्रमाण बीएटी थर्मोजेनेसिस का एक प्रमुख सहसंबंध है।

इसके अतिरिक्त, यह देखते हुए कि ग्लूकोज का उत्थान बीएटी गतिविधि का एक ज्ञात सहसंबंध है (ऊपर देखें), सब्सट्रेट उपयोग में परिवर्तन के समानांतर रक्त शर्करा में गिरावट बीएटी थर्मोजेनेसिस के प्रमुख सहसंबंध हैं। अकेले अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री का उपयोग करने वाले पिछले अध्ययनों, या उपवास वाले व्यक्तियों में तापमान रिकॉर्डिंग के साथ, सब्सट्रेट उपयोग32,33 में कोई तीव्र परिवर्तन नहीं हुआ है। चूंकि यह संभवतः फास्ट्ड अवस्था (जहां पूर्व-अवशोषक चयापचय वसा के उपयोग का पक्ष लेता है) द्वारा मुखौटा लगाया जाता है, हम कार्बोहाइड्रेट लोडिंग के साथ आईआरटी और अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री के संयोजन का प्रस्ताव करते हैं।

इस लेख का उद्देश्य एक चरण-दर-चरण दृष्टिकोण प्रदान करना है जो नैदानिक शोधकर्ता विश्वसनीय रूप से और महत्वपूर्ण रूप से, आईआरटी, अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री और रक्त शर्करा के स्तर के संयोजन से मनुष्यों में बीएटी के शारीरिक महत्व को सुरक्षित रूप से निर्धारित करने के लिए उपयोग कर सकते हैं। इस तकनीक का सबसे अच्छा उपयोग तब किया जाता है जब विषयों को कार्बोहाइड्रेट-लोडेड किया जाता है और औषधीय बीएटी एजेंटों या पर्यावरणीय उत्तेजनाओं के संपर्क में लाया जाता है। इस दृष्टिकोण के परिणामों का उपयोग व्यक्तिगतअध्ययन विषयों में बीएटी के सक्रियण के बाद बीएटी गतिविधि, सब्सट्रेट उपयोग और ऊर्जा व्यय का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।

Protocol

सभी प्रतिभागियों (एन = 8) ने लिखित सूचित सहमति प्रदान की, और सभी प्रयोगों को विश्वविद्यालय मानव नैतिकता समिति द्वारा अनुमोदित किया गया; डेटा वैन शैक एट अल.27 से लिया गया था।

1. उपकरण और सॉफ्टवेयर स्थापना

  1. वैन शैक एट अल .27 के अनुसार दोहरी ऊर्जा एक्स-रे एब्सोप्टोमेट्री (डीएक्सए) के माध्यम से वसा द्रव्यमान को मापें।
  2. समाप्त गैस से सब्सट्रेट उपयोग और ऊर्जा व्यय का अनुमान लगाएं; निर्माता के दिशानिर्देशों के अनुसार श्वसन गैस विश्लेषक का उपयोग करके इसे मापें।
  3. उंगली (केशिका) पंचर के माध्यम से रक्त के नमूने एकत्र करें, और निर्माता के दिशानिर्देशों के अनुसार ग्लूकोमीटर का उपयोग करके रक्त शर्करा के स्तर का निर्धारण करें।
  4. निर्माता के दिशानिर्देशों के अनुसार कोर शरीर के तापमान माप निर्धारित करने के लिए एक गैर-संपर्क अवरक्त थर्मामीटर का उपयोग करें (इस डिवाइस की त्रुटि ± 0.2 डिग्री सेल्सियस है)।

2. प्रतिभागी यात्राओं से पहले प्रक्रियाएं

  1. सभी प्रतिभागियों को उनके स्वास्थ्य की स्थिति के लिए स्क्रीन करें।
  2. निम्नलिखित बहिष्करण मानदंड निर्धारित करें: >30 किलोग्राम / एम2 का बॉडी मास इंडेक्स (बीएटी गतिविधि के कारणवसा 34,35 के साथ विपरीत रूप से सहसंबद्ध होने के कारण, निर्धारित दवाओं का उपयोग करने वाले प्रतिभागियों, और मधुमेह मेलेटस)।
  3. परीक्षण सत्र से पहले या बाद में, सुनिश्चित करें कि प्रतिभागियों को अपने वसा द्रव्यमान को मापने के लिए डीएक्सए स्कैन से गुजरना पड़ता है, क्योंकि बीएटी गतिविधि34,35 वसा के साथ विपरीत रूप से सहसंबद्ध है।
  4. अध्ययन के लिए पहुंचने से 24 घंटे पहले, सुनिश्चित करें कि प्रतिभागी किसी भी ज़ोरदार व्यायाम या गतिविधि से दूर रहें और प्रयोगशाला में पहुंचने से पहले 10 घंटे के लिए पानी से उपवास करें।

3. अध्ययन दिवस पर प्रक्रियाएं

  1. सुनिश्चित करें कि कमरे का तापमान जिस पर डेटा एकत्र किया जाता है, कमरे के तापमान में अंतर के कारण बाहरी भ्रम को कम करने के लिए एक निरंतर तापमान पर सेट किया जाता है।
    नोट: इसके परिणामस्वरूप गलत थर्मल या चयापचय माप हो सकते हैं। इस प्रयोग के प्रयोजनों के लिए, थर्मल तटस्थ परिस्थितियों में 22 डिग्री सेल्सियस पर बनाए गए तापमान-नियंत्रित कमरे का उपयोग किया गया था।
  2. प्रतिभागियों को दैनिक हार्मोन लय के लिए सुबह 08:00 बजे प्रयोगशाला में पहुंचने के लिए कहें।
  3. प्रतिभागियों की ऊंचाई और वजन को मापें।
  4. बेसलाइन माप लेने से पहले प्रतिभागियों को कम से कम 30 मिनट के लिए प्लिंथ पर लेटने के लिए कहें।
  5. 120 मिनट की अवधि में, प्रतिभागियों के आईआरटी, अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री, रक्त शर्करा और कोर तापमान को हर 15 मिनट में समाप्त ओ2और सीओ2नमूने (चित्रा 1) के बाद मापें।
  6. बेसलाइन माप के बाद, सुनिश्चित करें कि प्रतिभागियों को 0 मिनट और 15 मिनट के समय बिंदुओं के बीच तीन कार्बोहाइड्रेट जैल (90 ग्राम ग्लूकोज प्रत्येक) की खपत के माध्यम से कार्बोहाइड्रेट-लोड किया गया है।
  7. सुनिश्चित करें कि प्रतिभागियों ने कार्बोहाइड्रेट भार के बाद 45 मिनट उपचार किया। इस प्रोटोकॉल का पालन करने के लिए, हस्तक्षेप27 के रूप में 100 मिलीग्राम कैफीन कैप्सूल का उपयोग करें।
    नोट: हस्तक्षेप और प्लेसबो के बीच 7 दिनों की वॉशआउट अवधि की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि कैफीन और प्लेसबो उपचार के बीच 7 दिनों की अवधि की आवश्यकता होती है।

4. अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री

  1. श्वसन गैस विश्लेषक का उपयोग करके मापा गया समय-सीमा समाप्त गैस से ऊर्जा व्यय और सब्सट्रेट उपयोग मूल्यों का अनुमान लगाएं। निर्माता के निर्देशों का पालन करते हुए श्वसन गैस विश्लेषक के अंशांकन को पूरा करें।
  2. कमरे की हवा की डिलीवरी और चयापचय डेटा के अधिग्रहण की अनुमति देने के लिए प्रतिभागी को ठंडे-निष्फल सिलिकॉन मास्क फिट करें। सुनिश्चित करें कि मास्क एक प्रीस्टरलाइज्ड नॉन-रिब्रीदिंग वाल्व (दो-तरफा नॉन-रिब्रीदिंग वाल्व) से लैस है और इसे एक जाल अनुलग्नक के साथ प्रतिभागी के चेहरे पर ठीक करें और लीक की जांच करें।
  3. सुनिश्चित करें कि इंस्पिरेटरी और एक्सपायरी ट्यूब जुड़े हुए हैं।
  4. डिजिटल डेटा फ़ाइल को स्प्रेडशीट स्वरूप में निर्यात करें.
  5. 5 एस औसत के साथ समाप्त ओ 2 और सीओ2का नमूना लें। यह ऊर्जा व्यय और श्वसन विनिमय अनुपात को मापता है (चित्रा 1)। अतिरिक्त उपायों को पूरा करने के लिए फेस मास्क हटा दें।
  6. सब्सट्रेट ऑक्सीकरण दर (कार्बोहाइड्रेट और लिपिड ऑक्सीकरण) और गैर-प्रोटीन वियर समीकरणों 1-331,36 का उपयोग करके कुल ऊर्जा व्यय की गणना करें:
    वसा ऑक्सीकरण दर (g/min-1) = (1.695 VO 2)-(1.701 VCO2) (1)
    कार्बोहाइड्रेट ऑक्सीकरण दर (g/min-1) = (4.585 VCO 2) -(3.226 VO 2) (2)
    ऊर्जा व्यय (kcal/min) = (3.94 × VO 2)+ (1.1 × VCO2) (3)

5. प्लाज्मा रक्त ग्लूकोज माप

  1. समाप्त गैस माप के प्रत्येक दौर के बाद उंगली की चुभन और ग्लूकोमीटर के माध्यम से रक्त शर्करा रीडिंग का संचालन करें (चित्रा 2)।

6. कोर तापमान

  1. समाप्त गैस माप के प्रत्येक दौर के बाद कोर तापमान (टीकोर) रिकॉर्ड करें। आदर्श रूप से, कोर तापमान को या तो रेक्टल या इंट्रा-ऑरली (चित्रा 2) मापें।
    नोट: कोविड-19 सुरक्षित प्रथाओं के कारण, व्यक्ति-से-व्यक्ति संपर्क को कम करें।
  2. सुनिश्चित करें कि प्रतिभागी लापरवाह हैं और उनका सिर तटस्थ स्थिति में है। प्रतिभागी के माथे के केंद्र की ओर गैर-संपर्क थर्मामीटर को लगातार निर्देशित करें।

7. इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी

  1. समाप्त गैस माप के प्रत्येक दौर के बाद आईआरटी का संचालन करें (चित्रा 2)।
  2. प्रतिभागियों को सीधे आगे देखते हुए एक सीधी मुद्रा में बैठने के लिए कहें, जिसमें छाती क्षेत्र से गर्दन के क्षेत्र को उजागर किया गया हो (चित्रा 3)।
  3. पूर्वकाल गर्दन और ऊपरी छाती क्षेत्र की अवरक्त छवियों को प्राप्त करने के लिए थर्मल इमेजिंग कैमरे का उपयोग करें।
    1. कैमरे को विषय के चेहरे से 1 मीटर की दूरी पर गर्दन के स्तर पर एक तिपाई पर रखें (चित्रा 4 डी)। निम्नलिखित सेटिंग्स का उपयोग करें: डिटेक्टर प्रकार = अनकूल्ड माइक्रोबोलोमीटर; डिटेक्टर पिच = 17 μm; कैमरा स्पेक्ट्रल रेंज = 7.5-14.0 μm; थर्मल संवेदनशीलता = 30 डिग्री सेल्सियस पर 20 एमके; लेंस = 36 मिमी; रिज़ॉल्यूशन = 1,024 पिक्सेल x 768 पिक्सेल।
    2. कैमरा चालू करें।
    3. फोकस रिंग को घुमाकर कैमरे के फोकस को समायोजित करें।
      नोट: फोकस को सही ढंग से समायोजित करना बहुत महत्वपूर्ण है। गलत फोकस समायोजन तापमान माप को प्रभावित करता है।
    4. लेजर पॉइंटर को प्रतिभागी की गर्दन की मध्य रेखा पर इंगित करें।
    5. छवि ले लो.
      नोट: यदि स्मृति कार्ड का उपयोग किया जाता है तो छवि स्वचालित रूप से सहेजी जाएगी।

8. छवि विश्लेषण

  1. सतह के तापमान के विश्लेषण के लिए पूर्ववर्ती वक्ष और गर्दन के तीन क्षेत्रों का चयन करें: द्विपक्षीय रूप से सुप्राक्लेवकुलर फोसा (एससीएफ) और गर्दन के पार्श्व क्षेत्र में बीएटी के ऊपर की त्वचा, जिसमें उरोस्थि क्षेत्र को नियंत्रण संदर्भ बिंदु (टीआरईएफ) माना जाता है, क्योंकि इस क्षेत्र में बीएटी (चित्रा 4 ए-सी) नहीं है।
  2. बाएं और दाएं एससीएफ क्षेत्रों में रुचि के त्रिकोणीय क्षेत्र (आरओआई) और स्टर्नल क्षेत्र पर एक गोलाकार आरओआई रखें।
  3. जब आवश्यक क्षेत्रों को क्रॉस-स्थित किया गया है, तो पुष्टि करें कि सॉफ़्टवेयर प्रत्येक चयनित क्षेत्र के लिए तापमान के औसत और मानक विचलन को प्रदर्शित करता है।

9. डेटा विश्लेषण

  1. वर्णित तकनीकों का उपयोग करके हस्तक्षेप के विश्लेषण के लिए एक डबल-ब्लाइंड दृष्टिकोण का उपयोग करें। एक शोधकर्ता को डेटा संग्रह या विश्लेषण कोड में सामान्य रूप से शामिल नहीं किया गया है।
  2. सांख्यिकीय विश्लेषण करें।
    1. मापा एकल समय बिंदु से आईआरटी, कोर तापमान और रक्त शर्करा डेटा के लिए औसत की गणना करें।
    2. 10 मिनट युगों में आरईआर, वसा ऑक्सीकरण, कार्बोहाइड्रेट ऑक्सीकरण और ऊर्जा व्यय के लिए औसत की गणना करें।
    3. ऊर्जा व्यय के लिए, प्रत्येक समूह के लिए ऊर्जा व्यय की दर का योग करें, और इसे हस्तक्षेप से पहले और बाद में अलग करें।
      नोट: डेटा का विश्लेषण करने के लिए सांख्यिकीय परीक्षणों के लिए वैन शैक एट अल देखें।

Representative Results

चित्रा 1 और चित्रा 2 अध्ययन डिजाइन का एक फ्लोचार्ट प्रस्तुत करते हैं। प्रोटोकॉल सेटअप की छवियों को चित्रा 3 में दर्शाया गया है। प्रतिभागी विशेषताओं को तालिका 1 में पाया जा सकता है। कैमरा सेटअप की प्रतिनिधि छवि के साथ बेसलाइन (चित्रा 4 ए), पोस्ट कार्बोहाइड्रेट लोड (चित्रा 4 बी), और कैफीन पूरकता (चित्रा 4 सी) के बाद 60 मिनट सहित एक प्रतिभागी की छवियों के आईआरटी के प्रतिनिधि उदाहरण चित्र 4 डी में प्रस्तुत किए गए हैं। विशेष रूप से, चित्रा 4 ए-सी हस्तक्षेप के बाद सुप्राक्लेवकुलर फोसा तापमान (टीएससीएफ) में परिवर्तन का एक दृश्य प्रतिनिधित्व प्रदान करता है; तापमान में अंतर विशेष रूप से चित्रा 4 बी और चित्रा 4 सी के बीच चिह्नित हैं।

चित्रा 5 ए-सी में, वान शैक एट अल के परिणाम टीएससीएफ (चित्रा 5 ए), एक संदर्भ बिंदु का तापमान (ट्रेफ; चित्रा 5 सी), और कोर तापमान (टीकोर; चित्र 5B)। बेसलाइन (0 मिनट) से डेटा संग्रह के पूरा होने तक (120 मिनट)। डेटा प्लेसबो27 की तुलना में कैफीन हस्तक्षेप दिखाता है। इस पांडुलिपि में वर्णित परिणाम विशुद्ध रूप से इस प्रकाशित पेपर के प्रतिनिधि हैं। साथ ही, Tscf पर डेटा समूह प्रभाव नहीं दिखाता है। आंकड़े वान शैक एट अल .27 के पूरक डेटा में पाए जा सकते हैं।

सुप्राक्लेवकुलर तापमान में उल्लेखनीय वृद्धि सब्सट्रेट उपयोग में परिवर्तन और हस्तक्षेप के बाद रक्त शर्करा के स्तर को तेजी से कम करने के साथ मेल खाती है, जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है। ये परिणाम, ट्रेफ और टीकोर तापमान (चित्रा 5 बी, सी) के लिए तापमान में परिवर्तन की कमी के साथ संयुक्त बीएटी थर्मोजेनेसिस का संकेत हैं। इसके अतिरिक्त, जैसे-जैसे ऊर्जा व्यय बढ़ता है (चित्रा 6 ई), आरईआर घटता है (चित्रा 6 ए), जो हस्तक्षेप के बाद वसा ऑक्सीकरण बढ़ने (चित्रा 6 बी) के साथ मेल खाता है।

Figure 1
चित्रा 1: प्रत्येक 15 मिनट की अवधि में पूरा करने के लिए समय के साथ उपायों का योजनाबद्ध। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: अध्ययन डिजाइन का प्रवाह चार्ट योजनाबद्ध। प्रायोगिक प्रक्रिया। काला वर्ग = कार्बोहाइड्रेट भार का समय; काला घेरा = हस्तक्षेप का समय। संक्षेप: आईआरटी = इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी; बीजीएल = रक्त शर्करा का स्तर। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: प्रोटोकॉल की प्रतिनिधि छवियां। (ए) प्रतिभागी उपस्थित के बिना सेटअप; (बी) बेसलाइन पर प्रतिभागियों का डेटा संग्रह; (सी) अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री कंप्यूटर; (डी) बेसलाइन उपायों के बाद कार्बोहाइड्रेट लोड का उपभोग करने वाले प्रतिभागी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: आईआरटी और कैमरा सेटअप के प्रतिनिधि उदाहरण। (ए) बेसलाइन पर, (बी) पोस्ट कार्बोहाइड्रेट लोड, और (सी) कैफीन के हस्तक्षेप के बाद 60 मिनट में एक प्रतिभागी से थर्मल छवियां, (डी) कैमरा सेटअप की एक प्रतिनिधि छवि के साथ। संक्षिप्त नाम: आईआरटी = इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: तापमान उपायों पर हस्तक्षेप के प्रभाव। कार्बोहाइड्रेट लोड (टाइमपॉइंट = 0) और कैफीन हस्तक्षेप या प्लेसबो कैप्सूल (समय = 45 मिनट से 120 मिनट) 27 के प्रशासन के बाद प्रतिभागियों में (ए) टीएससीएफ, (बी) टीकोर, और (सी) ट्रेफ के बेसलाइन कच्चे तापमान में परिवर्तन। यह आंकड़ा वान शैक एट अल.27 से संशोधित किया गया है। (A-C) हल्के ग्रे बॉक्स 1 = कार्बोहाइड्रेट भार का समय; बॉक्स 2 = पूर्व-हस्तक्षेप; डार्क ग्रे बॉक्स 3 = पोस्ट-इंटरवेंशन; नीले घेरे = कैफीन हस्तक्षेप; काले त्रिकोण = प्लेसबो हस्तक्षेप। डेटा को न्यूनतम से अधिकतम के रूप में व्यक्त किया जाता है, जिसमें बॉक्स और मूंछ भूखंडों में दिखाए गए सभी बिंदु होते हैं। विचरण को एसडी, एन = 8 प्रति हस्तक्षेप ± माध्य के रूप में व्यक्त किया जाता है; * कैफीन इंटरैक्शन प्रभाव (* पी < 0.05) का प्रतिनिधित्व करता है। डेटा मानों का विश्लेषण विचरण के बार-बार-माप तीन-तरफा विश्लेषण का उपयोग करके किया गया था। संक्षेप: टीएससीएफ = सुप्राक्लेवकुलर फोसा में तापमान; टीकोर = कोर तापमान; Tref = नियंत्रण संदर्भ बिंदु। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्रा 6: चयापचय उपायों पर हस्तक्षेप के प्रभाव। (ए) आरईआर में परिवर्तन, (बी) वसा ऑक्सीकरण दर, (सी) कार्बोहाइड्रेट ऑक्सीकरण दर, (डी) रक्त शर्करा के स्तर, और (ई) कार्बोहाइड्रेट लोड (समय = 0) और कैफीन कैप्सूल या प्लेसबो कैप्सूल (समय = 45 मिनट से 120 मिनट) के प्रशासन के बाद प्रतिभागियों में ऊर्जा व्यय। हल्के ग्रे बॉक्स 1 = कार्बोहाइड्रेट भार का समय; बॉक्स 2 = पूर्व-हस्तक्षेप; डार्क ग्रे बॉक्स 3 = पोस्ट-इंटरवेंशन; नीले घेरे = कैफीन हस्तक्षेप; काले त्रिकोण = प्लेसबो हस्तक्षेप। डेटा को न्यूनतम से अधिकतम के रूप में व्यक्त किया जाता है, जिसमें बॉक्स और मूंछ भूखंडों में दिखाए गए सभी बिंदु होते हैं। (ङ) हस्तक्षेपों का पूर्व और बाद का प्रशासन; ग्रे बार = प्लेसबो हस्तक्षेप; ब्लू बार = कैफीन हस्तक्षेप। विचरण को एसडी, एन = 8 प्रति हस्तक्षेप ± माध्य के रूप में व्यक्त किया जाता है; * कैफीन इंटरैक्शन प्रभाव (* पी < 0.05) का प्रतिनिधित्व करता है। डेटा मानों का विश्लेषण विचरण के बार-बार-माप तीन-तरफा विश्लेषण का उपयोग करके किया गया था। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

सभी प्रतिभागी
n 8
उम्र, साल 22 ± 2
ऊंचाई, सेमी 176 ± 5
वजन, किग्रा 74 ± 8
BMI, kg/m2  23 ± 2
शरीर में वसा, % 20 ± 8

तालिका 1: प्रतिभागी जनसांख्यिकी ।मान एसडी ± साधन हैं जब तक कि अन्यथा इंगित न किया गया हो। यह तालिका वान शैक एट अल.27 से है।

Discussion

हमने यहां जो विधि दिखाई है वह मनुष्यों में बीएटी थर्मोजेनेसिस को मापने के लिए तकनीकी रूप से सरल, सुरक्षित और लागत प्रभावी प्रोटोकॉल है। प्रोटोकॉल आईआरटी का उपयोग करने की विश्वसनीयता से संबंधित चिंताओं को संबोधित करता है ताकि आईआरटी को ऊर्जा व्यय (ईई) और सब्सट्रेट उपयोग दोनों उपायों के साथ सहसंबद्ध करके थर्मोजेनेसिस के कारण त्वचा के रक्त प्रवाह और गहरे वार्मिंग के कारण स्थानीय वार्मिंग के बीच अंतर किया जा सके। चूंकि यह तकनीक आयनकारी विकिरण का उपयोग नहीं करती है, इसलिए यह बार-बार माप विश्लेषण की अनुमति देती है, जो पीईटी इमेजिंग तकनीकों के साथ संभव नहीं है। अंत में, जबकि पीईटी इमेजिंग तकनीक बीएटी सक्रियण की पहचान कर सकती है, वे शारीरिक परिणामों (बढ़े हुए तापमान और ईई) पर रिपोर्ट नहीं करते हैं जो यह प्रोटोकॉल मापता है।

यहां वर्णित प्रोटोकॉल की ताकत यह है कि सबूत की चार लाइनें हैं जो बीएटी थर्मोजेनेसिस के निष्कर्ष का समर्थन करती हैं: (1) अपरिवर्तित कोर तापमान और आसन्न संदर्भ क्षेत्र में स्थिर त्वचा के तापमान के समानांतर मापा गया टीएससीएफ में वृद्धि; (2) ऊर्जा व्यय में वृद्धि; (3) सब्सट्रेट उपयोग में परिवर्तन; और (4) रक्त शर्करा के स्तर में गिरावट। अभिसरण अवलोकन सभी बीएटी थर्मोजेनेसिस के लिए अनुमानित परिणामों के अनुरूप हैं। प्रोटोकॉल का आवश्यक हिस्सा हस्तक्षेप से पहले कार्बोहाइड्रेट चयापचय सुनिश्चित करने के लिए प्रतिभागियों का कार्बोहाइड्रेट लोडिंग है। बैट थर्मोजेनेसिस सब्सट्रेट चयापचय को कार्बोहाइड्रेट से मुक्त फैटी एसिड में बदल देता है, जैसा कि आरईआर में गिरावट से दिखाया गया है। जबकि बीएटी थर्मोजेनेसिस के लिए पसंदीदा सब्सट्रेट मुक्त फैटी एसिड है, सक्रिय बीएटी में ग्लूकोज का एक महत्वपूर्ण उत्थान अच्छी तरह से स्थापित 5,6,7 है। इसलिए, हम बीएटी थर्मोजेनेसिस के साथ समवर्ती रक्त शर्करा के स्तर में गिरावट देखते हैं। सब्सट्रेट उपयोग (आरईआर) में पारस्परिक बदलाव और उपवास की स्थिति में रक्त शर्करा के स्तर में गिरावट का निरीक्षण करना संभव नहीं होगा।

पिछले अध्ययनों ने निष्कर्ष निकाला है कि बढ़ी हुई टीएससीएफ (आईआरटी द्वारा मापा गया) बीएटी थर्मोजेनेसिस का निष्कर्ष निकालने के लिए पर्याप्त है। हालांकि, यह निष्कर्ष केवल तभी निश्चित है जब टीएससीएफ कोर तापमान से अधिक हो। यदि टीएससीएफ कोर तापमान से कम या बराबर है, तो त्वचा के रक्त प्रवाह में वृद्धि के कारण तापमान में स्थानीय परिवर्तन को बाहर नहीं रखा जा सकता है। एक व्यवस्थित समीक्षा ने निष्कर्ष निकाला कि अकेले आईआरटी यह निर्धारित करने में असमर्थ है कि क्या सुपरक्लेवकुलर त्वचा के तापमान में वृद्धि बैट थर्मोजेनेसिस37 के कारण है। समीक्षा में कहा गया है कि सबसे आम विधि (18एफ-एफडीजी पीईटी / सीटी) बीएटी37 में ग्लूकोज के उत्थान को मापता है। हालांकि, बीएटी थर्मोजेनेसिस के लिए पसंदीदा सब्सट्रेट फैटी एसिड13 है। यह पद्धतिगत मुद्दा आईआरटी डेटा को मान्य करने में पीईटी / सीटी डेटा के बीच किसी भी सार्थक तुलना को रोकता है, क्योंकि इनमें से कोई भी उपाय अकेले बीएटी की वास्तविक चयापचय गतिविधि का उपयुक्त उपाय नहीं है क्योंकि यह बीएटी थर्मोजेनेसिस के कारण ऊर्जा व्यय और सब्सट्रेट उपयोग में परिवर्तन का संकेत नहीं दे सकता है। फिर भी, यहां वर्णित प्रोटोकॉल के साथ, न केवल हम तापमान में परिवर्तन की मात्रा निर्धारित कर सकते हैं, बल्कि हम ऊर्जा व्यय में वृद्धि की भी पुष्टि कर सकते हैं- बीएटी थर्मोजेनेसिस का एक महत्वपूर्ण शारीरिक परिणाम। आईआरटी बीएटी थर्मोजेनेसिस से जुड़े तापमान और तापमान परिवर्तनों को मापने के लिए एक गैर-संपर्क, गैर-इनवेसिव और अपेक्षाकृत सस्ती विधि है। इसके विपरीत, पीईटी-सीटी महंगा है और व्यक्तियों को आयनकारी विकिरण के लिए उजागर करता है, इस प्रकार नैदानिक इमेजिंग अध्ययनों के छोटे पूर्वव्यापी विश्लेषण के लिए इस विधि की प्रयोज्यता को प्रतिबंधित करता है। बड़े पैमाने पर, यादृच्छिक नैदानिक परीक्षणों के लिए वर्तमान प्रोटोकॉल का आवेदन अपेक्षाकृत सरल और लागत प्रभावी होगा।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि कैफीन हस्तक्षेप के बाद कार्बोहाइड्रेट ऑक्सीकरण में कमी को हस्तक्षेप के कारण बीएटी थर्मोजेनेसिस में वृद्धि के परिणामस्वरूप सब्सट्रेट उपयोग में स्विच द्वारा समझाया जा सकता है। इंसुलिन सिग्नलिंग के उपाय इस अध्ययन के परिणामों को और अधिक मजबूत बनाएंगे। हालांकि, इस अध्ययन के परिणामों के आधार पर यह स्पष्ट नहीं है कि क्या कैफीन बीएटी पर कार्रवाई के माध्यम से इंसुलिन सिग्नलिंग को प्रभावित करेगा या क्या रक्त शर्करा में गिरावट बीएटी द्वारा अधिक ऊर्जा सब्सट्रेट लेने का परिणाम है।

सीटीविधि में कई अंतर्निहित सीमाएं हैं जब इसका उपयोग बीएटी की शारीरिक गतिविधि को मापने और मापने के लिए किया जाता है, खासकर जब बीएटी गतिविधि पर पोषक तत्वों या आहार सामग्री के प्रभाव की जांच की जाती है। 18एफ-एफडीजी पीईटी / सीटी विधि में मांसपेशियों के ऊतकों द्वारा ग्लूकोज अपटेक में भोजन-प्रेरित वृद्धि से बचने के लिए विषयों को उपवास करने की आवश्यकता होती है, जो बीएटी और बीएटी फ़ंक्शन38 दोनों का पता लगाने में काफी कमी कर सकता है। इसके अलावा, यह तकनीक अकेले बीएटी सक्रियण के शारीरिक प्रभाव या सीमा को माप नहीं सकती है। इसके अतिरिक्त, पीईटी इमेजिंग अध्ययनों में आयनीकरण विकिरण का उपयोग बार-बार उपाय क्रॉस-ओवर अध्ययनों को डिजाइन करने के लिए एक नैतिक और स्वास्थ्य और सुरक्षा बाधा है। इसके अलावा, 18एफ-एफडीजी केवल ग्लूकोज अपटेक का प्रतिनिधित्व करता है, जो ग्लूकोज चयापचय को मापने के समान नहीं है। बीएटी तापमान को मापने से पहले कार्बोहाइड्रेट लोडिंग विषयों की यह विधि और अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री के साथ रक्त शर्करा के स्तर के संयोजन से हमें थर्मोजेनेसिस के शारीरिक प्रभाव को सख्ती से मापने और सब्सट्रेट उपयोग को बदलने की अनुमति मिलती है, जो अन्यथा उपवास की स्थिति में उपलब्ध नहीं होगा।

ताकत और सीमाएं
इस प्रोटोकॉल में विशुद्ध रूप से बीएटी का अध्ययन करने की तुलना में व्यापक प्रभाव हैं। हस्तक्षेप से पहले कार्बोहाइड्रेट-लोडिंग प्रतिभागियों द्वारा, कार्बोहाइड्रेट लोडिंग और कैफीन हस्तक्षेप दोनों के जवाब में रक्त शर्करा के स्तर का दोलन, साथ ही सब्सट्रेट उपयोग में परिवर्तन देखा जा सकता है। इसलिए, इस तकनीक का उपयोग मानव अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री अध्ययन और चयापचय उपायों में सुधार के लिए किया जा सकता है। यह अभी तक ज्ञात नहीं है कि इस अध्ययन के परिणामों को अन्य हस्तक्षेपों के बाद दोहराया जा सकता है, जैसे कि ठंड जोखिम या एड्रीनर्जिक उत्तेजना। हालांकि, इस अध्ययन के परिणामों को एक अलग आहार घटक, अर्थात् शिमला मिर्च एन्युम27 के साथ हस्तक्षेप के बाद दोहराया गया है। वर्णित तकनीकों का उपयोग करके हस्तक्षेप के विश्लेषण के लिए डबल-ब्लाइंड दृष्टिकोण का उपयोग करके परिणामों में अतिरिक्त कठोरता और आत्मविश्वास प्राप्त किया जा सकता है, और इसे आसानी से लागू किया जा सकताहै।

विभिन्न कमरे के तापमान की संभावित उलझन इस प्रोटोकॉल में प्रासंगिक नहीं है, क्योंकि कमरे का तापमान प्रतिभागी से प्रतिभागी तक स्थिर रखा गया था। इसके अतिरिक्त, श्वसन गैस विश्लेषक के अंशांकन के दौरान आर्द्रता को ध्यान में रखा गया था। यह उपकरण के इस टुकड़े के सेटअप में अनुमान लगाया गया है, क्योंकि निर्माता के निर्देश के अनुसार अंशांकन पूरा हो गया है।

माप और उपचार के लिए समय अंतराल एक छोटे से पायलट अध्ययन के बाद निर्धारित किया गया था जिसमें प्रोटोकॉल का समस्या निवारण आयोजित किया गया था। अनिवार्य रूप से, माप के लिए समय अंतराल शोधकर्ता को माप करने और प्रतिभागी के आराम के लिए आवश्यक समय के आधार पर निर्धारित किया गया था। हस्तक्षेप के लिए समय कार्बोहाइड्रेट लोड के बाद कार्बोहाइड्रेट चयापचय के लिए लगने वाले समय के आधार पर निर्धारित किया गया था ताकि यह जांच की जा सके कि हस्तक्षेप ने मुक्त फैटी एसिड ऑक्सीकरण (यानी, बीएटी थर्मोजेनेसिस) में वृद्धि की है और कार्बोहाइड्रेट ऑक्सीकरण को कम किया है।

विशेष रूप से, केशिका और शिरापरक ग्लूकोज के स्तर39 के बीच अंतर हैं। हालांकि, अस्पताल से बाहर की देखभाल के संदर्भ में, सबसे आम तरीका जिसमें रक्त शर्करा के स्तर को मापा जाता है, वह हाथ से पकड़े जाने वाले, पॉइंट-ऑफ-केयर ग्लूकोमीटर40 द्वारा विश्लेषण किए गए केशिका मूल के रक्त के नमूने के माध्यम से होता है। इसके अतिरिक्त, स्वस्थ व्यक्तियों में (इस प्रोटोकॉल में शामिल लोगों के समान) एक गैर-नैदानिक सेटिंग में, केशिका और शिरापरक रक्त शर्करा के स्तर के बीच एक सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण, लेकिन चिकित्सकीय रूप से महत्वपूर्ण नहीं है, जब एक बिंदु-देखभाल, केशिका-आधारित ग्लूकोमीटर41 का उपयोग करके मापा जाता है। इस संदर्भ में, केशिका नमूनाकरण इस तथ्य के कारण इष्टतम दृष्टिकोण बना रहेगा कि बाजार पर उपलब्ध अधिकांश पॉइंट-ऑफ-केयर ग्लूकोमीटर को केशिका रक्त के नमूनों का विश्लेषणकरने के लिए इंजीनियर किया जाता है। नैदानिक दृष्टिकोण से, यह तर्क दिया जा सकता है कि शिरापरक रक्त ग्लूकोज विश्लेषण का बेहतर तरीका है। हालांकि, शिरापरक रक्त का नमूना न केवल महंगा है और इसके लिए विशेष उपकरण (पूर्वोक्त) की आवश्यकता होती है, बल्कि यह आक्रामक भी है। प्रोटोकॉल के दौरान प्रतिकूल घटनाओं के जोखिम को बढ़ाने के नैतिक विचारों को शिरापरकरक्त शर्करा के प्रॉक्सी माप के रूप में केशिका रक्त ग्लूकोज के उच्च सहसंबंध और विश्वसनीयता को दिखाने वाले रिपोर्ट किए गए साहित्य के खिलाफ संतुलित करने की आवश्यकता है। यहां कुंजी, निश्चित रूप से, यह है कि हमने मधुमेह का निदान करने के लिए नहीं बल्कि रक्त शर्करा के स्तर में परिवर्तन को मापने के लिए निर्धारित किया है, जिसके लिए केशिका रक्त शर्करा की निगरानी उपयुक्त प्रोटोकॉल से अधिक है।

ग्लूकोज थर्मोजेनेसिस को प्रेरित कर सकता है, और एकल भोजन बीएटी43 को सक्रिय कर सकता है। हालांकि, और बल्कि महत्वपूर्ण बात यह है कि इस पांडुलिपि में शामिल डेटा हस्तक्षेप समूह या प्लेसबो समूह में ग्लूकोज लोडिंग का कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं दिखाता है। इसके अलावा, पांडुलिपि में शामिल डेटा वैन शैक एट अल के परिणामों से लिया गया था, जिसमें एक तीसरा हस्तक्षेप (शिमला मिर्च वार्षिकी) शामिल था, और ग्लूकोज लोडने उपायों पर महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं डाला।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस प्रोटोकॉल का उपयोग केवल कम शरीर में वसा और सक्रिय बीएटी वाले पुरुष प्रतिभागियों में किया गया है (नियंत्रणीय चर की संख्या को कम करने के लिए, महिलाओं को अध्ययन से बाहर रखा गया था)। मनुष्यों में वसा और बीएटी द्रव्यमान के बीच एक ज्ञात व्युत्क्रम सहसंबंध है। इसके अलावा, यह ज्ञात है कि पहले मोटापे से ग्रस्त लोग जिन्होंने आहार और व्यायाम के माध्यम से वजन कम किया है, उनमें बेसल चयापचय दर कम है और सामान्य वजन45,46 बनाए रखने के लिए कम कैलोरी आहार का सेवन करना चाहिए। इसके अलावा, बीएटी गतिविधि बीएटी विकासको प्रोत्साहित कर सकती है। यहां वर्णित विधि चयापचय रोगों से जुड़ी बीएटी गतिविधि में परिवर्तन की जांच करने के लिए दीर्घकालिक अध्ययन की अनुमति देगी, जो अन्य तकनीकों द्वारा वहन नहीं की जाती है।

समाप्ति
अंत में, हम कार्बोहाइड्रेट लोड के बाद आईआरटी और अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री का उपयोग करके मानव भूरे रंग के वसा ऊतक गतिविधि को मापने के लिए एक माप दृष्टिकोण प्रदर्शित करते हैं। महत्वपूर्ण चरणों में 1) बीएटी तापमान को मापने से पहले प्रतिभागियों को कार्बोहाइड्रेट लोड करना शामिल है, जबकि अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री और रक्त शर्करा के स्तर को मिलाकर बीएटी थर्मोजेनेसिस और परिवर्तित सब्सट्रेट उपयोग की शारीरिक सीमा का ठहराव करने की अनुमति देता है; 2) टीएससीएफ में किसी भी वृद्धि को प्रदर्शित करने के लिए एक संदर्भ बिंदु और कोर तापमान से प्रासंगिक आईआरटी बीएटी डिपो और तापमान का आकलन करना जो शारीरिक स्थान के आधार पर बीएटी सक्रियण का संकेत होगा। हमारा मानना है कि ये मात्रात्मक माप वयस्क मानव ऊर्जा चयापचय और थर्मोरेग्यूलेशन में बीएटी के योगदान के अधिक सटीक मूल्यांकन की अनुमति देते हैं। इस संपूर्ण दृष्टिकोण का उपयोग शोधकर्ताओं द्वारा बैट फिजियोलॉजी का अध्ययन करने और भविष्य में मानव बीएटी सक्रियण दृष्टिकोण विकसित करने के लिए एक नए मानक के रूप में किया जाना चाहिए।

Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए हितों का कोई टकराव नहीं है।

Acknowledgments

हम अपने अध्ययन में उनकी भागीदारी के लिए सभी अध्ययन स्वयंसेवकों को धन्यवाद देना चाहते हैं। इस काम को होल्सवर्थ रिसर्च इनिशिएटिव, ला ट्रोब विश्वविद्यालय और रक्षा विज्ञान संस्थान (डीएसआई, ऑस्ट्रेलिया) द्वारा समर्थित किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Automated Sphygmomanometer Omron SEM-2 advanced, Omron, Kyoto, Japan
Dual-energy X-ray absorptiometry scanner  Hologic Horizon, Hologic Inc., Bedford, MA, USA
ECG electrodes Ambu Blue Sensor R, Malaysia
Five lead ECG Medilog AR12 plus; Schiller, Germany
FLIR E60 camera FLIR Systems Australia, Melbourne , Australia
FLIR Research Studio Professional Edition FLIR Systems Australia, Melbourne , Australia
Freestyle Optium Xceed Abbott Diabetes Care, Alameda, Canada
Glucose Gel Winners Sports Nutrition, Mt Martha, Victoria, Australia
MaskA cold-sterilized silicone mask 7400 series Oro-Nasal Mask, Hans Rudolph
Medilog Darwin2 software Professional; Schiller, Germany
Non-contact Infrared Thermometer  Berrcom, JXB-178, Guangdong, China
Optium Glucose Strip Xceed Abbott Diabetes Care, Alameda, Canada
ParvoMedics TrueOne 2400 respiratory gas analyser ParvoMedics Inc, East Sandy, UT, USA
Pre-sterilized Non-rebreathing Valve Two-way non-rebreathing valve T-Shape configuration, 2600 Medium or 2700 Large, Hans Rudolph

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दवा अंक 196 सब्सट्रेट उपयोग श्वसन विनिमय अनुपात (आरईआर)
मनुष्यों में भूरे रंग के वसा ऊतक थर्मोजेनेसिस को मापने के लिए अप्रत्यक्ष कैलोरीमेट्री, इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी और रक्त शर्करा के स्तर के संयोजन का उपयोग करना
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Van Schaik, L., Kettle, C., Green,… More

Van Schaik, L., Kettle, C., Green, R. A., Irving, H. R., Rathner, J. A. Using a Combination of Indirect Calorimetry, Infrared Thermography, and Blood Glucose Levels to Measure Brown Adipose Tissue Thermogenesis in Humans. J. Vis. Exp. (196), e64451, doi:10.3791/64451 (2023).

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