Questo manoscritto descrive un protocollo per misurare il metabolismo basale e la capacità ossidativa degli adipociti termogenici nei topi obesi.
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Articolo metodologico
Determinazione del dispendio energetico basale e della capacità degli adipociti termogenici di spendere energia nei topi obesi
In questo articolo
Sommario
Abstract
Le misurazioni del dispendio energetico sono necessarie per capire come i cambiamenti nel metabolismo possono portare all'obesità. Il dispendio energetico basale può essere determinato nei topi misurando il consumo di ossigeno in tutto il corpo, la produzione di CO2 e l'attività fisica utilizzando gabbie metaboliche. Gli adipociti termogenici marrone/beige (BA) contribuiscono in modo significativo al dispendio energetico dei roditori, in particolare a basse temperature ambiente. Qui, le misurazioni del dispendio energetico basale e della capacità totale di BA di spendere energia nei topi obesi sono descritte in due protocolli dettagliati: il primo spiega come impostare il test per misurare il dispendio energetico basale utilizzando l'analisi della covarianza (ANCOVA), un'analisi necessaria dato che il dispendio energetico co-varia con la massa corporea. Il secondo protocollo descrive come misurare la capacità di dispendio energetico di BA in vivo nei topi. Questa procedura prevede l'anestesia, necessaria per limitare la spesa causata dall'attività fisica, seguita dall'iniezione di agonista beta3-adrenergico, CL-316.243, che attiva il dispendio energetico in BA. Questi due protocolli e le loro limitazioni sono descritti in modo sufficientemente dettagliato da consentire un primo esperimento di successo.
Introduzione
Il metabolismo può essere definito come l'integrazione delle reazioni biochimiche responsabili dell'assorbimento, dello stoccaggio, della trasformazione e della rottura dei nutrienti che le cellule usano per crescere e svolgere le loro funzioni. Le reazioni metaboliche trasformano l'energia contenuta nei nutrienti in una forma che può essere utilizzata dalle cellule per sintetizzare nuove molecole ed eseguire il lavoro. Queste reazioni biochimiche sono intrinsecamente inefficienti nel trasformare questa energia in una forma utilizzabile per sostenere la vita1. Tale inefficienza si traduce in dissipazione di energia sotto forma di calore, con qu....
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Protocollo
Tutti gli esperimenti sono stati approvati dall'Institutional Animal Care and Use Committee dell'Università della California, Los Angeles (UCLA). Ai topi è stata somministrata la loro dieta e acqua ad libitum nella gabbia metabolica, alloggiati in un ambiente a temperatura controllata (~ 21-22 o 30 ° C) con un ciclo di luce / buio di 12 ore. Per questo studio sono stati utilizzati topi femmina di 8 settimane alimentati con una dieta ricca di grassi o una dieta a base di chow per 8 settimane.
1. Misurazione del metabolismo basale (BMR)
- Misurare il peso corporeo totale del mouse utilizzando una bilancia con....
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Risultati
La Figura 4 mostra i valori di attività fisica VO2, VCO2, produzione di calore/dispendio energetico (EE), respiratory exchange ratio (RER) e X, Y, Z ottenuti utilizzando le gabbie metaboliche del sistema CLAMS. Il VO2 e VCO2 forniti dal sistema CLAMS è il volume di gas (mL) al minuto e può essere già diviso per il peso corporeo o i valori di massa magra inserendo questi valori di peso nel software CLAMS prima di iniziare le misurazioni. Tuttavia, i.......
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Discussione
La calorimetria indiretta è stata utilizzata per anni per valutare il dispendio energetico di tutto il corpo4. Questo protocollo qui descritto fornisce un metodo semplice per misurare il metabolismo basale e determinare la capacità termogenica di BA in vivo utilizzando gabbie metaboliche.
Il metodo della calorimetria indiretta qui descritto conferma che dividere i valori di dispendio energetico per i valori del peso corporeo può essere fuorviante. Ad esempio, p.......
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Dichiarazioni
Gli autori non dichiarano alcun conflitto di interessi a questo documento protocollare. M.L. è co-fondatore e consulente di Enspire Bio LLC.
Ringraziamenti
ML è finanziato dal Dipartimento di Medicina dell'UCLA, sovvenzioni pilota da P30 DK 41301 (UCLA: DDRC NIH) e P30 DK063491 (UCSD-UCLA DERC).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Sistema CLAMS-Oxymax | Columbus Instruments | CLAMS-alimentatore centrale-ENC | Incluso involucro ambientale e sensore di ossigeno in zirconia |
| PC desktop con software Oxymax | HP/Columbus | N/A | PC da acquistare separatamente |
| Brocca in drierite (solfato di calcio con indicatore di cloruro di cobalto) | Fisher Scientific | 23-116681 | Necessaria per asciugare il gas che entra nel sensore di ossigeno, l'umidità può danneggiare il sensore |
| NMR per la composizione corporea | Echo-MRI | Echo-MRI 100 | Misura la massa magra e grassa nei topi vivi. E' necessario per le analisi ANCOVA. |
| CL-316-243 | Sigma | C5976 | Iniettato ai topi per via sottocutanea per attivare la termogenesi |
| Dieta ricca di grassi | Diete di ricerca | D12266B | Fornito ai topi prima e durante le misurazioni |
| Pentobarbital/Nembutal | Farmacia a DLAM | N/A | Anestesia per i topi |
| Gas primario di grado standard (serbatoio e regolatore) | Praxair | NI CD5000O6P-K/PRS 2012-2331-590 | 20,50% di ossigeno, 0,50% CO2 bilanciato con azoto utilizzato per la calibrazione |
Riferimenti
- Rolfe, D. F., Brown, G. C. Cellular energy utilization and molecular origin of standard metabolic rate in mammals. Physiological Reviews. 77 (3), 731-758 (1997).
- Heymsfield, S. B., et al. Human energy expenditure: advances in organ-tissue p....
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Ristampe e permessi
